仙女座星云(乘光速飞船前往250万光年的仙女座星系感觉一瞬就会到达吗)

如果真的有光速飞船,以光速飞行,理论上时间就会停止,不是一瞬,而是没有时间流逝。

根据爱因斯坦狭义相对论,在高速运行中的物体会出现尺缩钟慢效应,速度越快,距离就越短,所花费的时间就越少。理论上到达光速,距离趋于零,时间当然也就趋于零了。这样不管是到达250万光年的地方还是到达更远的地方,飞船上是感觉不到时光流逝的。

当然这是天方夜谭。即使能够达到光速,也还有个加速和减速的时间,因此时间还是会流逝一部分。但飞船上的人不会感觉到时间有什么变化,他们的时间还是一分一秒照常流逝,只是距离变了,所以觉得很快。距离变成了0,就没花时间而已。只是与飞船外静止的观测者比较,才发现时间流逝完全不同。

狭义相对论告诉我们,光速是这个世界上最快的速度,有质量的物体永远达不到光速,不要说宏观物体,就是微观粒子也达不到,只可以无限接近。

在大型强子对撞机中,科学家把质子加速到无限趋近光速,达到光速的99.9998%,所用能源达到一个城市的用电量。再往上提一点点,比如后面那个8变成9,能量就要成倍增加,越接近光速,所需能源将呈数量级增加,质子的动质量同步提升,当达到光速时,质量会变得无限大。

什么是无限大?整个宇宙的所有看得见看不见物质加起来也不是无限大。

爱因斯坦狭义相对论设定的这个公理已经过无数观测和实验证明是正确的,无法突破,就不要老奢望达到光速了。

随着人类科学水平文明程度的提升,飞船的速度也将得到提升,虽然达不到光速,亚光速还是有可能的。

高速系尺缩钟慢效应在日常生活中是很不明显的,即使在目前每秒十几公里的宇宙飞船中,也很难监测到。只有当速度达到1/10光速即每秒30000公里时,才有一定的意义。

狭义相对论中测定时间膨胀的公式为:

因此,人类要实现飞往250万光年远的仙女座星系,既然不可能达到光速,但在遥远的未来有可能实现亚光速飞行。亚光速当然至少要达到光速的50%,但达到光速50%尺缩钟慢效应也不是很大。达到80%时,才能缩短1.66倍,到仙女座星系还是需要150多万年。即使达到了光速的99.9999%,时间会缩短707倍,也还是要3536年;达到了光速的99.9999999999%,时间会缩短70.7万倍,就只要3.5年时间了。当然还要加上加速和减速耗费的时间。

实现这种接近光速的亚光速旅行概率也是很小很小的,因为巨大的能源消耗和与速度呈正比的载荷将令人类无法承受。而且乘飞船去了个来回的人还在,地球这些眼巴巴看着的人已经过了250万年,人渣都不在了。所以即使在遥远的未来这也是不现实的。

更有可能实现的是开发出曲速引擎飞船,采取时空折叠方式以超光速跨越式旅行。

时空本身的膨胀和折叠不受狭义相对论光速限制,而且也不会导致时间膨胀,在飞船上一年,在地球上观察的人也是一年。但要去仙女座星系250万光年,即使以10倍光速跨越,也还要25万年,100倍光速跨越则需要2.5万年。

所以尽管开发出了曲速引擎飞船,前往遥远的仙女座星系也还是一个遥不可及的梦想。

事实上,曲速引擎目前还处于理想与幻想的结合地带,能不能实现还是个未知数。因此,从目前人类的认知来看,无论采用光速飞行还是曲速引擎跨越式旅行,要去仙女座星系都是不可能的。

只有在今后若能突破现有理论束缚,或许要到若干亿年后人类达到三型文明的时候,才有探讨这个问题的可能性。

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