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人类可以超光速旅行吗?

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发表于 2008-10-18 17:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
最近两年,我开始对一件事情感兴趣:人类到底能不能以超过光速的方式旅行?

爱因斯坦给出了一个答案:不可能!不过我对他给出的证明过程一向抱着怀疑态度,他的推理怎么看都像是一种光学现象的讨论,就跟讨论看电影不小心按了快进键能看到什么现象一样,真实的物质听他的话吗?

我决定自己另找路径来证明爱因斯坦[wiki]相对论[/wiki],别说,还真的从另外一个侧面证明了爱因斯坦的那个相对论的确有点儿鬼门道。

我首先假设动量的计算公式中,动量=质量×f(v),其中f(v)是速度的函数,其方向总是与速度的方向相同。这个假设是比较宽泛的,我并没有限制f的具体表达式,也就是说我并没有限制物质速度不能超过光速。

当然无论怎么假设,定义的动量必须要服从动量可累加的现象,否则这个定义就没有意义。

学习爱因斯坦的处理手法,需要3个人来测量速度,第一个人静止,第二个人相对第一个人的速度为u,第三个人相对第一个人的速度为u,现在我们想知道,第三个人相对第二个人的速度V到底是多少?

现在撇开爱因斯坦的推理过程,从动量守恒来分析,假设有个物体,质量为m,自己会飞,先以速度u离开第一个人,这时它有动量mf(u)(这本来应该是个向量,不过在文本方式下我没法表示,你自己记住就行了),这个时候第二个人看来这个物体已经静止了,然后再给他增加动量mf(V),让第三个人看来这个物体静止,从第一个人来看,这个物体最终的动量应该是mf(v),根据动量可累加效应,就应该有

mf(v)=mf(u)+mf(V)

这样就很容易得到关系式:

f(V)=f(v)-f(u)

令人惊奇的是,这个推理过程只用到了动量可累加效应,就证明了现实的速度转换公式从数学上看应该是欧几里得空间的同胚型空间。当然,到这个时候还看不出来f的具体表达式。

现在再来分析物质到底能不能超过光速,当然我们得承认一个事实,也就是迈克尔逊-莫雷试验:不管第几个人来测,不管测哪一个方向,光速都是不变的。

光速不变假设无法得出足够的结论,我们还需要对力这个概念进行限制,暂时先不考虑万有引力,也不考虑强相互作用和弱相互作用,那就只剩下电场和磁场产生的力了。

其实,自然界中所有的基本粒子都带有电荷,就连中子在靠得足够近的时候,也会出现电性。所有物体的碰撞过程,首先遇到的都是电场和磁场产生的力,所以尽管有限制,这里讨论的仍然是一类相当广泛的现象。

现在讨论两个电荷的相互作用,当然这得遵守库仑定律,也就是说两个电荷之间的作用力与其距离的平方成反比,与每个电量都成正比。这个定律是物理学中验证得非常好的一个定律,请你不要怀疑它的正确性。

我一直感到困惑的是,库仑定律里面没有时间项,也就是说两个电荷之间的作用力是瞬间产生的,不管它们相隔千山万水,根本就不受光速的影响。这说明电场的传播速度是无穷大。

但是在其中一个电荷受到作用力以后开始移动的时候,事情就开始出现变化了,因为电场的移动会产生磁场,根据麦克斯韦的描述,电场产生磁场,磁场再产生电场,子子孙孙无穷尽也,就成了电磁波,电磁波是什么东西?就是光呀。这就是说,尽管受力的时候只有静电场在起作用,但发生的移动是光子在背后推动的,既然这样,物质的移动速度就不可能超过光速。

这就是说,爱因斯坦相对论不仅仅是几个测量者看花眼的结果,现实中的物质的确和他说的一样,不可能超过光速,不管你用火箭推进也好,用我发明的那种太空发动机也好,没什么区别。只不过有点儿啼笑皆非的是:爱因斯坦认为动量=mv/(1-v^2/c^2)^0.5,但从洛仑兹变换公式得到的却是动量=0.5mc ln[(c+v)/(c-v)],我想,可能是洛仑兹公式有问题。

不能超过光速的结论让我很失望,这意味着人类可能只能窝在太阳系里称王称霸了。

坏消息里面也有好消息,现在弄清楚速度限制只针对动量,力场的传播没有速度限制,用这种现象传输物体看来不太可能,不过用来传递信息将来一定会有用处。

还有些特殊情况我没讨论,一个是万有引力,一个是原子核内部作用力,它们能不能用来实现超光速飞行?

万有引力是个古里古怪让人很难理解的一种作用力,有人说引力足够大时有可能会引起[wiki]虫洞[/wiki]效应,从一个地方钻进去,瞬间就会从另一个地方钻出来,老实说,我没看懂相关的论文,不过我相信一件事:人类没有办法造出引力足够大的机器来,至少目前的科学技术水平还不行,而且如果真能造出来的话,这个机器会把地球吸到它的肚子里,你干不干?

原子核内部作用力则会出现隧道效应,这个倒有充分的试验证据,但这事跟超光速旅行有没有关系我还在研究,等我研究清楚了再告诉大家吧,至少目前我很沮丧:看来超光速旅行泡汤了。
发表于 2008-10-18 17:39 | 显示全部楼层
科学家证明人类要有光速,需要的能量接近的全世界所有人3
个月吃的饭的能量
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发表于 2008-10-18 18:16 | 显示全部楼层
并不是可能不可能的问题,是你的身体承受得了承受不了巨大能量的问题,……
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发表于 2008-10-18 19:26 | 显示全部楼层
我自己用计算器算了在光速下对于我们正常时间只能活三秒钟
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发表于 2008-10-19 09:12 | 显示全部楼层
是因为能量能使我们活3秒?
前几天看到光速下我们能永存
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发表于 2008-10-19 10:37 | 显示全部楼层

回复 太阳 的帖子

人不可能超光速旅行!超光速旅行人根本受不了
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发表于 2012-7-18 10:20 | 显示全部楼层
超光速设想有很多,不论怎样,耗能巨大,就是完全人类可以承受的曲率驱动也不超光速,而且还有停下的问题。
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