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光速是宇宙不可告人的秘密

圖文 更新时间:2024-12-15 17:39:00

光速真的如我們想象中那麼快嗎?我們接觸到最快的速度就是人類制作的航天器,它們的加速度必須達到每秒11.2千米才能擺脫地球引力,但是即便是如此之快的速度仍然不及宇宙中最快速度的萬分之一。

光速是宇宙不可告人的秘密(光速真的很快嗎)1

在宇宙中,速度最快的物質就是光子,它們能夠以每秒30萬公裡的速度向前飛去,而這樣的速度能夠在一秒鐘内繞地球飛7圈,從地球表面飛往月球也僅僅隻需要1秒的時間。

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同時根據愛因斯坦的相對論,我們可以知道,光子是宇宙中速度最快的物質,而且沒有任何一個物體的運動速度可以突破光速。而在理論上,如果一件物體的速度能突破光速,那麼這件物體就很有可能實現時間旅行,但在我們這一維度,因為時間的不可逆性,所以我們是無法進行時間旅行的。

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而光速之所以能以每秒30萬公裡的速度運行,根據愛因斯坦的相對論來說,這是因為光子的質量是宇宙中最低的,而一般的物體如果加速到光速的50%,那麼這個物體的質量就會提升15%,而當一件物體的速度達到了光速的99%,那麼這件物體的質量就提升了700%,因此想要把一個質量變大的物體加速,那麼消耗的能量也就會變大。

但是光子就比較特殊,它沒有靜止質量,因此也就不屬于物質,從量子力學的角度來說,光隻是一束能量,在能量的誕生之初,它的速度就達到了每秒30萬公裡。而也因此一躍成為宇宙中運行最快的速度。

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光在宇宙中的傳播速度能夠達到30萬公裡每秒,盡管從人類的角度來看,這是我們可望而不可即的速度,但是如果把視野放在整個宇宙的層面,其實光速也沒有那麼快,而這又是為什麼呢?

人類目前所能真正觀測的天體絕大部分都是位于太陽系内的恒星,而一個小小的太陽系對于宇宙來說,簡直就是宇宙中的一顆塵埃,同時我們都知道,太陽系是銀河系中的一處星系,但是因為太陽位于銀河系的邊緣,所以在太陽系附近的恒星就比較少。

光速是宇宙不可告人的秘密(光速真的很快嗎)5

而距離太陽最近的一顆恒星叫做比鄰星,兩者之間的距離就有378432億千米,為了方便統計,科學家們便衍生出了一個用于測量宇宙間距離的長度單位,光年。

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顧名思義,光年就是以一束光一年所能行駛的距離來定義的,而378432億千米換算成光年大約是4光年左右。也就是意味着,這束光從太陽出發,需要行駛4年的時間才能到達距離我們最近的比鄰星。

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而我們所在的星系,銀河系的直徑約為15到20萬光年之間,也就是說我們身處銀河系的邊緣,太陽所散發出來的一束光需要飛行6萬多年才能抵達銀河系的中心。

而這也僅僅隻是粗算了一下我們太陽系所在銀河系的位置距離,要知道在宇宙中,像銀河系這樣的星系那可是數不勝數,而一個大的星系和一個大的星系之間所隔的距離又會是一個讓我們頭皮發麻的數字。

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一束光從我們太陽到距離它最近的恒星比鄰星就需要航行大約4年的時間,如果把光看作是人類的話,把宇宙天體看作我們要去的地點,這個速度未免也太慢了,那麼究竟是為什麼才讓光在宇宙中看起來如此之“慢”呢?

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根據天文學家的觀測,我們目前的宇宙直徑有着1860億光年的長度,而且現如今我們的宇宙還在不斷地膨脹,這個距離還在不斷地擴大。

而光作為宇宙中最快的速度,即便它的速度已經達到了每秒30萬公裡,但是要橫跨整個宇宙,一束光最少也要飛行1860億年,這在我們人類看來就是一個天文數字,1860億年,屆時我們的太陽系早就不複存在了,人類文明也可能不複存在了。

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之所以我們會覺得光速在如此龐大的宇宙中比較慢,是因為我們将其類比到了我們的生活之中,一個人一生不過百來年,而能夠以年做計量單位的數據,對人類來說花費時間就已經很長了。所以人們才會覺得一束光在宇宙天體中的移動速度很慢,但其實這是宇宙中目前最快的速度了。

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而年這個計量單位對于宇宙中的各大天體來說那簡直就是不痛不癢,因為宇宙中随便一顆天體就有上億年的生命,拿我們地球來說,地球現在已經有40多億歲了,而且應該還有數十億年的生命。

所以一束光飛行數年甚至是數萬年對這些天體來說已經是很快的速度了,如果我們把這些天體看作是人類自己,當我們擁有數十億年的生命之後,就不會再覺得光速在龐大的宇宙中是如此之慢,它們對于天體來說可能就相當于人類的幾秒或者幾分鐘又或者是幾個小時。

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總的來說,我們之所以覺得光速在宇宙中行駛得如此之慢,是因為我們代入了自己的時間觀念,而這些時間觀念對于宇宙來說也不過是一次眨眼的時間罷了。

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