宇宙空间没有阻力,火箭在不停的加速中是否就能达到光速?

发布时间：2023-04-04 09:11:11 所属栏目：外闻来源：

导读：如果说太空中几乎没有任何的阻力，如果长征十一号火箭不停不知疲倦的加速，它到底能不能达到难以想象的光速呢？对此一个常见的观点是,在没有阻力的情况下,如果物体持续地有加速度,那么它的加速就会越来越度快,而光速

如果说太空中几乎没有任何的阻力，如果长征十一号火箭不停不知疲倦的加速，它到底能不能达到难以想象的光速呢？对此一个常见的观点是,在没有阻力的情况下,如果物体持续地有加速度,那么它的加速就会越来越度快,而光速终究只是一个有限的速率,因此只要加速足够长,火箭的速度迟早会达到光速。

然而根据《狭义相对论》，这样的情况却不会发生，因为根据该理论可以推导出，一个有质量的物体的速度越快，它的质量就越大，当速度无限接近光速时，其质量也会趋向于无穷大，这就意味着，如果要将一个有质量的物体加速到光速，就需要无穷大的能量，所以一个有质量的物体是不可能被加速到光速的，火箭当然也不例外。

那么，在不考虑《狭义相对论》的情况下，火箭能不能通过不停加速达到光速呢？回答依旧没有,接下来我们来看下原因吧。

想象一下，假如你穿着溜冰鞋站在光滑的冰面上处于静止状态，而你的手上还有一个篮球，现在你将手上的篮球用力向前扔了出去，接下来会发生什么？如果你真的这么做了，那么你就会发现，当你将篮球向前扔出去之后，你就会向后滑行，你扔篮球的时候越用力，你向后滑行的速度也就越快。

为什么会这样呢？这其实是因为动量守恒定律，简单来讲，该定律表明在一个没有外力作用的系统中，系统内所有物体的动量矢量之和是不变的。

实际上，火箭的推力也是来自动量守恒，我们可以将其简单地理解为，火箭不停地加速，其实就是不停地向后扔东西，并因为动量守恒而获得反向的推力，只不过火箭扔东西的方式是利用燃料剧烈燃烧时产生的能量向后喷出气体。

实际上，这个动态的过程可以通过“齐奥尔科夫斯基公式”进行描述，该公式的表达式如图所示，其中“Δv”、“ve”、“m0”和“mf”分别代表火箭的速度增量、火箭的喷气速度、火箭的初始质量以及火箭的“最终质量”，“ln”则是取自然对数（即以常数e为底数的对数）。

可以看到，火箭的速度增量与它的喷气速度成正比，就目前的情况来看，人类的火箭最大喷气速度可达4500米/秒，我们不妨就取这个值。

综上所述可知，就算我们不考虑《狭义相对论》、不考虑其他的干扰作用，比如说天体引力，太空中的微小阻力等等，并且还将整个可观测宇宙的物质都用来为火箭提供推力，也无法让太空中的火箭通过不停地加速来达到光速。火箭通过不停地加速来达到光速。因此，人类目前最快的飞行器也只能达到亚光速，这个速度已经超过了光速。那么，如果我们能够突破光速，是否就能实现时间旅行呢？

（编辑：驾考网）

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