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人可以实现光速甚至超光速旅行吗?彻底给大家浇一盆否定的冷水

时间: 2021-10-29 16:41:49 | 作者:和美家园玩具世界 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 106次

人可以实现光速甚至超光速旅行吗?彻底给大家浇一盆否定的冷水

经常看到打着科普旗号的伪科学误导文章:假如一个光速的宏观物质比如针、小石块之类的物质撞击地球会怎么样(本文详解),假如地球的自转突然反转会怎么样(要让地球自转反转那也是先减速停止再加速反向自转的循序渐进过程,而且必须先让太阳灭亡,下次发文详解),假如一个迷你黑洞出现在地球附近会带来什么影响(更加胡扯,下下次再说)……如此种种的伪科学论述激起了我打击歪理的创作愤怒。

在驳斥光速的宏观物质之前先了解能量运动的两个极端形态:光速的独立基本粒子形态如辐射、远低于光速可称为相对静止的结合物质形态(如构成普通物质基本单位中的原子核)。

可传递能量的本质是基本粒子的光速动能均摊转化成宏观物质的整体动能(包括角动能),根据能量守恒定律,宏观物质越大,比如一个人或一艘飞船,依靠有限的能量提供,可以获得的速度越小。

以汽油燃烧驱动汽车为例,汽油燃烧释放存储在烃类大分子中原子之间的结合能,产生的部分热能不做功直接以光速的辐射逃逸,剩余被气缸有效捕获(反射)的辐射,通过膨胀气缸内气体分子中原子的能量体积形成缸内压力推动活塞,从而将部分辐射能转化成宏观的动能传递给曲轴齿轮轴承等传动装置,克服摩擦力的损耗,将有效捕获利用的辐射能均摊给整车,使之获得对应的动能从而加快了行驶速度。该过程的本质是光速的辐射能量推动加速非光速的汽车,被能量加速的汽车即使能够获得无限能量的支撑,也无法依靠能量的推进加速到光速,火箭飞船亦是如此(图1)。

辐射具有波粒二象性,其中辐射粒子的光速并不是由能量以外的作用力加速得来,而是辐射能量自身的基础属性:能量脱离储存载体即形成光速的辐射。因此即使获得无限能量用于加速,被加速的宏观物质也无法达到光速:利用能量的速率极限去推动低于光速的宏观物质达到甚至超越能量自身的光速,就是承认存在超光速且无需介质承载的能量,但这样的能量等于可以瞬时抵达、没有信息传递的空白体积,且这种可以无限速率游走的体积传递并不会增加被接纳物质的运动速率。因此光速的宏观物质本身就是个伪命题,何来的撞击地球产生的后果设想。

宏观物质越大,能产生的极限速率越小,这由能量的本质决定。相对于辐射粒子,此处的宏观物质以原子核为例,假设原子核允许被能量加速到光速,此时的原子核将不再是完整的光速原子核:由于运动速率过大,原子的核外电子早已被甩出脱离,此时的孤立原子核不再呈电中性,并且构成原子核的物质有不同的向量,根据平行四边形法则,其中运动方向和能量加速方向一致的原子核物质将首先脱离核主体分解成辐射(图2)。随着能量的进一步提供,其余向量的原子核物质会先后解体,解体顺序如图2中的①-④,解体方向为物质向量与加速方向构成的平行四边形对角线方向。

因此假设可以将原子核物质加速到光速,不会是整体同步实现光速的过程,而是随着能量的持续供应而循序渐进地分解,其物质达到光速的本质是碎成飞向四面八方的辐射粒子。此前文字我已详细论述过质能不能转化,根据能量守恒,推动原子核物质达到光速的能量最终没有做功,依旧回归光速的辐射,变化的只是低于光速的原子核物质被加速到光速先后碎成了辐射粒子。

综上,用能量加速物质到光速的本质是将宏观物质的结合能转化成辐射能,该过程没有利用或增加任何外部能量,只是借用能量将结合能完全转化为辐射能,在达到光速之前用于推动加速的能量最终没有做功,这种自相矛盾的开头和结果同样否决了通过能量推动宏观物质实现光速的假设。

能量的流动,唯一地遵循由高能量密度物质空间流向低能量密度物质空间,当然这里指的是原子核外能量体积内的能量密度(上一文已详述,物质的整体能量密度不决定物质的温度,极端的如黑洞物质拥有极高的整体能量密度,但此类物质不吸收也不释放能量,或只释放能量和体积,因此黑洞是种不吸收光线且没有温度的星球,具体原理下次分解),宏观表现为高温物质释放能量以光速传递抵达低温物质,即存在温差的物质之间,能量的传播遵循中和能量密度的单向途径完成传递任务。

该过程仅指物质自身储存能量的传递,反射能量(比如我们看到的非主动光源物质反射形成的影像、形象或现象)不属于物质自身能量,以漫反射的方式迟滞能量流向低温物质的传递效率,例如有浓厚云层的阴天夜晚相对不会太冷。

因此时光一去不复返是正确的说法,非反射辐射能量的传递是单向传递的过程,由于不存在反射率百分之百的白体(如果强行假设存在白体,首先该白体物质对于辐射源需具备不吸收、不释放、只反射辐射的三个特征,前两个特征决定了白体物质和辐射源必须等温才能做到,而等温的两个物质不会进行辐射交流,也就不存在辐射反射现象更没有反射率的说法),也就无法留住能量飞向温度更低的物质。恒星这类高密度能量输出的星球将完全屏蔽反射能量,即站在特殊高温(假设可以站在太阳表面)的视角看待任何其他被照耀的物质,呈现的是没有辐射反射的一片黑暗宇宙(只能观测到比太阳温度更高的恒星散发的微弱直射能量)。原理类似,没有外界辐射反射形成的黑暗空间中,人类的视觉接收不到任何低于构成视网膜细胞中原子核外能量密度的外部物质产生的辐射。

理论上唯一可以让所谓的时光倒流就是超光速,而光速是粒子能达到的速度极限,光辐射粒子作为一种不可再分的基本粒子(光子是有静质量的物质),除非把光子继续切割让粒子的一部分减速,另一粒子的部分才能实现超光速。然而这种理论上假设的超光速已没有信息传递的意义,更别提让宏观物质超越光子再以回头吸收被追上光子的方式实现所谓的时光倒流,宏观物质比如人,想要超光速旅行可以,先将自己的身体打碎成比光子还细碎的物质。同理,想要所谓的光速旅行,先将人自己打碎成光子——其实把人推入火化炉,就已经实现把人体储存的肥厚能量的一部分化为辐射实现光速旅行了。如果要进一步将包括骨灰渣渣、烧出来产生的二氧化碳和其它气体一并打包做到光速旅行,实现所谓整个人的光速旅行,还有两种途径:将剩余物质打碎成辐射粒子,或加速到光速分解成辐射粒子,但是这样的光速旅行是解体成四面八方的发散旅行。综上,名义上一个人的光速旅行理论上确实可以实现,但实现的物质还能称之为人吗?

文章标题: 人可以实现光速甚至超光速旅行吗?彻底给大家浇一盆否定的冷水
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文章标签:光速  物理科普  超光速
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