超光速的速度让科学家感到绝望。以比光速快2083倍的速度穿越银河系需要96年。2019年,美国宇航局前科学家詹姆斯·奥多诺用软件模拟了超光速人造飞船的飞行动画。按照动画的说法,当超光速达到2083倍时,我们还需要96年才能穿越银河,他为此感到绝望。超光速飞行
超光速模拟动画
动画中,翘曲系数1表示光速加倍。当的翘曲因子达到最高值9.99时,意味着光速是的2140倍。动画测试了飞船以不同的超光速速度飞向冥王星和比邻星所需的时间。
冥王星距离我们约59公里59公里。当飞船的速度达到1倍光速时,飞船几乎停了下来。到达冥王星需要5个多小时,到达比邻星需要4年零3个月。

冥王星
当畸变系数增加到5时,飞船的速度增加到213倍于光速,此时需要1分30秒才能到达冥王星,到达比邻星需要一周时间。当畸变系数增加到9.9时,飞船的速度达到光速的2083倍,此时穿越冥王星需要10秒18小时。
并且银河系中有2000-4000亿个恒星,直径为200,000光年,如果飞船以203203超光速,那么至少需要96年。这意味着在超光速下,人类即使有一辈子也很难穿越星系。
银河系
而在如此浩瀚的宇宙中,银河系只是其中之一。大到几乎看不到边缘的宇宙,连超光速都显得那么慢。
其实我们现在最快的速度只能接近光速。要达到2083次的超光速,不知道科学家要多久才能达到,而且就算真的达到那个速度对宇宙来说似乎也微不足道。
光速对于宇宙的范围来说也是微不足道的
超光速这是什么速度?人类能达到这个速度吗?人类现在可以达到的速度是多少?等等一系列问题,本文将一一解答。
什么速度比光速还快?
超光速,顾名思义就是超过光速,即大于光在真空中传播的速度。让我们先了解一下光速。

光是一种波
- 人类能达到光速吗?我们所说的光年是指光在宇宙真空中沿直线传播的距离。一光年可以粗略换算为9,460,730,472,580公里。这是什么概念?
这样的话,如果我们以300km/h的速度行驶(当然我们平时是达不到这个速度的)。以这样的速度跑完这段距离,大约需要360一万年。
时速300公里的跑车
我们现有的技术能达到光速吗?当物体的速度达到光速的四分之一时,物体的质量与速度成正比,也就是说物体的质量会随着速度增加而增加。
如果我们要接近光速,那么物体的质量也会趋于无穷大,所以质量的物体达到光速的可能性几乎为零.
速度越大,质量越大
在宇宙中能以光速行进的光子就是静止质量为零的光子。然而,人类的科技是在不断突破和发展的。
目前人类建造的大型粒子对撞机可以将粒子加速到接近光速,并且可以达到299,792,455m/s的极限速度,比真空中的光速慢0.000001%。
看到这样的区别,是不是觉得人类要达到光速或者超越光速还要更加努力呢?其实并不像看起来那么简单。
打开网易新闻 查看更多图片粒子对撞机
因为连宇宙射线在黑洞里面的速度都低于光速,它的极限速度可以达到299,792,457.9999,9999而与光速相比,只有0.0000000000000008m/s。
所以,以人类现有的科技,是很难达到光速的。但即使困难重重,人类也从未想过放弃,甚至提出了超光速的概念。。
光速无法逃出黑洞
- 人类目前所能达到的速度。在大气层中最快的人类飞行器是NASA使用超音速冲压发动机制造的X-43A超音速无人侦察机
X-43A超音速无人侦察机
2004年改装的B-52轰炸机携带一枚飞马座火箭,冲向12000米,并发射.这时,火箭加速到音速,紧接着火箭发射了X-43A侦察机。在最后的冲刺阶段,侦察机打出了9.8马赫的速度,相当于11000公里/小时。
如果用这个速度国内游的话,北京飞上海只需要6分钟,上海飞台北只需要4分钟。
高铁
而史上最快的载人飞船就是美国的阿波罗10号载人飞船。1969年,阿波罗10号完成任务后从月球返回地球。返回大气层时,飞船速度加速到40000公里/小时,即11000m/s。
1977年,美国NASA研制的无人外太阳系太空探测器——航海者一号,已经飞行了约216亿公里,是人类是目前飞行距离最长的飞行器。
打开网易新闻 查看更多图片航海者一号
其飞行速度目前估计为25000m/s,即90,000km/h。如果按照它现在的飞行速度还能继续飞行,那么穿越银河应该是25亿年后的了。
2018年,美国NASA向太阳发射了“帕克”号太阳探测器。这是人类“第一次”直接接触到太阳。当“帕克”号太阳探测器接近太阳时,其速度最高可达109,000m/s,约为392km/h。
帕克太阳探测器
“帕克”太阳探测器是目前人类最快的宇宙飞船,但它的速度只达到了光速的0.0003%。
人类目前所能达到的最高速度,与光速还差得很远。虽然前面我们说的大粒子对撞机的速度可以逼近光速,但是人类想要在实现星际旅行的梦想仍然需要达到超-光速成为可能。
以光速飞行
如何实现超光速旅行
如果爱因斯坦的光速极限理论成立,那我们要实现超光就很难了速度。但是如果我们绕过这个规则呢?
爱因斯坦曾经说过,时空可以被扭曲。当我们的飞船与周围空间相对静止时,如果我们压缩飞船前面的空间,让后面的空间膨胀。那么就可以利用空间的曲率让飞船超光速前进。
爱因斯坦
这个曲速推进系统类似于《星际迷航》中的曲速引擎,1994年,物理学家米格尔·阿尔库比尔(米格尔·阿尔库别瑞首次提出。根据广义相对论,他推导出“AcubieriMetric”,这个时空度量允许飞船以波的方式扩展空间,从而为曲速引擎提供科学理论依据。
曲率引擎
时空弯曲可以让物体以超光速运动,保持类世界线。空间扭曲越多,飞船行进越快。
研究人员将曲速引擎分为几个级别,级别的多少与速度成正比。据计算,Level1曲速引擎可以达到光速,Level2曲速引擎可以达到10倍光速,当曲速引擎达到9.9级时,可以达到3053倍光速。
超越光速不是梦
我们前面提到过詹姆斯·奥多诺,通过畸变系数模拟超光速动画的原理是一样的。不过,经过科学家的不断计算,它的数据也可能发生变化。
根据现在解释的曲速引擎,如果以3053倍光速穿越银河系,至少需要32.8年,到达仙女座星系距我们254万光年需要832年。
仙女座星系
如果我们把宇宙缩小,可以看到它就像我们的大脑神经一样,密布着各种星系,星云等。仙女座星系毗邻银河系方法和、银河系、三角星等50个星系组成“本星系群”。“本星系群”和附近约100个星系团形成更大的“室女座超星系团”。IT和“孔雀-印度超级收集器”和“hydra-CentaurusSupercluster”形成一个巨大的lanialaniakeakeasupercluster”,其直径为520百万光年。
laniakea超集群
如果它以3052乘以悬精的速度飞行,则需要大约170,000年的时间飞出“kaiasupercluster”。
而我们目前所能观测到的宇宙,的直径高达930亿光年。让科学家对光速感到绝望等宇宙中。如今,科学家陆续在宇宙中发现了黑洞和引力波,但没有证据证明虫洞的存在。
按照科学家的说法,虫洞是连接的捷径弯曲时空的两个位置,就像我们的时空隧道,可以从点tA以比光速更快的速度到达B点。
虫洞
如果要开虫洞,需要改变时空拓扑,这在量子引力论中可以实现。不过,想要开启虫洞,就必须要遇到这片区域的负能量。此前,有科学家提出,可以利用卡西米尔效应或宇宙弦大规模产生负能量。
但这些建议有些不切实际,因为产生的负能量可能并不以最初设想的形式存在,因此无法形成虫洞。而且,科学家们还认为,虫洞即使存在也是不稳定的。因此,利用虫洞实现超光速旅行还有待研究。
利用虫洞达到光速
- 量子纠缠
量子纠缠可以说是鬼魅般的存在,连爱因斯坦都因此头疼。在量子世界中,两个相关联的粒子处于不确定的纠缠状态,无论它们相距多远,当一个粒子受到影响时,另一个粒子也会受到影响,两个粒子之间的传输速度远超光速。
如果能将量子纠缠应用到穿梭宇宙中,就可以实现超光速旅行。然而,要证明量子纠缠的正确性,需要科学家们进行反复的实验和研究。相信在未来的某一天,我们会利用量子纠缠来实现宇宙旅行的梦想。
量子纠缠
宇宙中的超光现象
虽然我们现在的科技还达不到超光速,但是宇宙中有很多超光速现象。
1934年,前苏联物理学家PavelAlexievichCherenkov发现了一种超光速电磁辐射,它在介质中(水为0.75c)的速度小于真空中的光速。核反应堆中的粒子在水中可以超过光速,所以这种电磁辐射被命名为切伦科夫辐射。
切伦科夫辐射
1969年,J.GUBBAY等人发表了关于《自然》的论文,称他们观察到3C273射流的速度超过了光速。这个结论在1981年得到证实。一个研究小组对比了在1977年和1980年在3C273急流上的照片,发现的速度是光速的9.6倍.
另外,我们一直认为宇宙的大爆炸起源于一个奇点,而我们的宇宙自诞生以来一直处于不断膨胀的状态,其膨胀速度为还是增加。根据科学家的观察,宇宙诞生之初的膨胀速度可以达到每秒一光年的范围。
宇宙是什么形状的?
在浩瀚的宇宙中,还存在着许多超光速现象。以人类现有的科技,想要达到超光速还是有些困难的。但尽管如此,我们探索宇宙的脚步不会停止。我相信总有一天,我们会发明超光速飞行器去探索更广阔的宇宙。
- 人类目前所能达到的速度。在大气层中最快的人类飞行器是NASA使用超音速冲压发动机制造的X-43A超音速无人侦察机