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暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?

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online_member 发表于 2019-3-27 21:50:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?
online_member 发表于 2019-3-27 21:51:28 | 显示全部楼层
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?399 / 作者:jhg001002 / 帖子ID:45019
不是真的。这两种物质有一种人类已经发现并得到,有一种还没有确定是个啥玩意。

这两种物质有可能能够作为燃料或者能源使用,但与光速毫无瓜葛。能不能达到光速,是相对论管的事情,不是燃料或者能量的事情。
狭义相对论认为光速是我们这个宇宙最快的速度,没有任何有质量的物体能够达到光速,更别说超过光速。
这里讲的是运行速度,如果不是物质的运行速度就不在相对论要求的范围。因此时空膨胀和时空折叠都不能算。人类今后达到或者超过光速运行的可能性,目前来看只有曲速引擎。

暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?305 / 作者:jhg001002 / 帖子ID:45019
曲速引擎的飞行原理是通过巨大的能量,通过将时空折叠跨越式前进的。

就像把一张纸折成一叠,飞船就可以从这个边缘直接跨到对面的边缘,就省的走中间这一大张纸的空白部分。时空折叠的行进方式说穿了更像跨越,从一个深不见底的沟壑一步跨到对面,而不是慢慢的爬下沟底再慢慢的攀上来。
时空折叠虽然可能达到光速或者超过光速的跨越,但不违背相对论光速限制,也不会发生尺缩钟慢效应,也不会发生祖孙佯谬。
人类现在真正发现达到光速的现象只有引力波传递,中微子运行速度是接近光速还是与光速持平尚无正式结论。超过光速的有时空膨胀,时空膨胀不是物质的运行,是空间本身的扩张,所以不受广义相对论约束。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?382 / 作者:jhg001002 / 帖子ID:45019
暗物质暗能量还只是一个猜想,科学界对这个玩意的属性还不清楚。

科学家发现在我们宇宙,可见的物质只占宇宙的4.9%,不可见但能感应到的物质有95.1%,科学界把这些看不见但能够通过引力探测感觉到的东西称为暗物质和暗能量。
这些暗物质暗能量到底是什么东西怎样的属性还没有弄清楚,也没有直接探测到,因此还不好下定论这些物质能够起到什么作用。
所以用暗物质作为燃料来驱动飞船是否可行,还无法定论。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?298 / 作者:jhg001002 / 帖子ID:45019
科学界对反物质的研究就比暗物质取得的成果多多了,因此对反物质有了更多的认识。

科学家们不但在宇宙中观测发现了反物质,还在大型强子对撞机里制造了少量的反物质~反氢原子。不过大家不必担心,人工制造的反物质量极少极少,以纳克计,全世界加速器碰撞出来的反物质加起来一起湮灭也烧不开一杯开水。
人工制造的反物质现在最长能保持1000秒时间,最早只能保存毫秒级。这已经是很大进步,但反物质真正能够用于人类社会,研究的路还会很长。
反物质遇到正物质会发生湮灭,释放出巨大的能量。这种能量是迄今为止人类所知的最大能量。我们知道,核裂变释放的能量是反应物质的0.13%,核聚变释放的能量是参与物质的0.7%,而反物质湮灭是参与物质的100%,我们可以想想原子弹、氢弹的威力,还不到反物质威力的千分之几。
据测算,1克的反物质与1克正物质发生湮灭反应,所释放的能量可以达到180000000000KJ,相当于43000吨TNT当量,是3颗广岛原子弹的威力了。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?610 / 作者:jhg001002 / 帖子ID:45019
如果人类真能够开发出反物质能源,对宇宙航行的动力当然是一个巨大的推动,可以大大提升宇宙飞船速度,但常规飞行实现光速是完全不可能的。

如果利用这个能源为曲速引擎制造出巨大的引力场,形成时空曲率泡,或许是一个不错的选择。
不过曲速引擎现在还只是一个科幻式的设想,能否真正的实现尚很难定论。
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online_member 发表于 2019-3-27 21:51:43 | 显示全部楼层
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?639 / 作者:YKJNzVqH / 帖子ID:45019


反物质

反物质是由反粒子构成,由反中子、反电子和反质子构成的原子就被称为反物质。
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例如氢是由一颗带正电荷的质子和带负电荷的电子构成,而反氢是由带负电荷的反质子和带正电荷的反电子构成。物质和反物质相遇后会发生湮灭,将全部质量转换成能量。根据爱因斯坦的质能方程:E=mc,这将释放出巨大的能量。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?355 / 作者:YKJNzVqH / 帖子ID:45019 图:大型强子对撞机


反物质在自然界几乎不存在。虽然主流科学界认为,在大爆炸发生后的一瞬间,正反物质的数量应该是相同的,但为什么现在几乎没有反物质,至今科学家也搞不懂。反物质在制造上是非常困难的,需要用加速器加速粒子撞击后产生。而且每次制造反物质以个数计算,而不是以质量。所以目前要利用反物质作为能量来源制造火箭是一个不可能的事情。
暗物质

暗物质是在进行天文观测时发现的。科学家发现星系外围的恒星运动速度太快。如果按我们观测到的星系物质数量,这些恒星应该逃离星系,成为流浪恒星,但它们并没有这样。
这样,科学家就面临两个选择:一是,我们的引力理论错误了;二是,还有我们没能观测到的物质。
引力理论与太阳系以及在较小范围内的天体运动符合得很好,没有理由怀疑这些理论是错误的。那么,唯一的选择就是有的物质没有被发现。这就是暗物质的由来。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?909 / 作者:YKJNzVqH / 帖子ID:45019 图:暗物质包裹着的地球


暗物质被认为是一种不与其他物质发生电磁相互作用力的物质,只能通过引力作用进行观测。它大量的存在于这个宇宙中,但是密度极其稀疏,暗物质占这个宇宙物质的26.8%,常规物质只占4.9%,其余都是暗能量。
暗物质由于不与电磁力作用,所以通过常规的光学观测不能够发现,目前科学家还没有找到任何的暗物质,不过中微子可能是一个选项。根据暗物质的性质,它是无法被用来提供能源的。
无论采用什么物质作为能源,都无法将飞船加速到光速的,这是相对论所禁止的。因为有静止质量的物体被加速到光速时,它的质量就成为无穷大了,不可能有无穷的物质和能量,所以这是不可能的。除非能够绕开相对论的限制,目前理论上可以绕开相对论的飞行器就是曲速引擎。但这里会需要负质量,这个理论可能不是正确的。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?41 / 作者:YKJNzVqH / 帖子ID:45019 图:曲速引擎
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online_member 发表于 2019-3-27 21:52:02 | 显示全部楼层
当物体速度无限接近光速,质量也会变得无穷大,那么显然要推动它们继续加速的力也必须无穷大。无穷大的力是不存在的,所以没有任何有质量的物体运动速度能达到光速。利用正反物质湮灭的能量,也许可以是飞船接近光速,但是无法达到光速。
暗物质是什么呢。2006年,天文学家格拉斯﹒克洛团队,无意间观测到星系碰撞,巨大的威力使暗物质和正常物质分开,因此发现了暗物质存在的直接证据。
时至今日,暗物质依然是谜题。科学家们猜测暗物质是一种微观粒子,这种微观粒子除了产生引力作用,和其他粒子不发生任何作用。它们被称为弱相互作用大质量粒子(WIMP)。
依据普朗克空间探测器的测量,宇宙中的可见物质,也就是我们能观测到的物质,只占了宇宙总质量的4.9%,暗物质占到了26.8%,剩下的68.3%是什么呢?那就是更神秘的暗能量了。
反物质是什么呢。由于正电子、反质子、反中子等反粒子的发现,科学家们开始研究反物质。1995年,欧洲核子研究中心制造了第一批反物质——反氢原子。反氢原子是一个反质子和一个正电子结合而成。
利用反物质能,从原理上讲非常简单,正反粒子湮灭,释放能量。不过从技术上实现是非常困难的。制造反物质非常困难,为了把一个几吨重的飞船推进到接近光速,需要的反物质燃料和飞船本身同样重,以目前的技术要制造几吨重的反物质,需要几百万年。
储存反物质也是困难重重。大量储存反粒子都还是一个长期的研究课题。
online_member 发表于 2019-3-27 21:52:55 | 显示全部楼层
谢邀。

首先,无论什么物质,让宇宙飞船的局域速度达到光速是不可能的,因为这违背了狭义相对论。无论怎样加速,飞船的速度只能无限趋于光速,但就是无法达到。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?786 / 作者:wangtao123 / 帖子ID:45019

其次,暗物质是理论预言中的一种特殊物质,它们不会产生电磁力作用,无法通过电磁波进行观测,但它们会产生引力作用。根据目前的估计,宇宙中的暗物质总量大约是普通物质的5倍。

不过,我们现在对暗物质知之甚少,就连它们是由什么构成的都不知道(理论猜测是大质量弱相互作用粒子),所以谈何利用暗物质作为宇宙飞船的燃料。况且还有一种可能是,暗物质根本就不存在,而是人类现有的引力模型有缺陷,无法描述那些异常的引力现象。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?874 / 作者:wangtao123 / 帖子ID:45019

至于反物质,确实可用于飞船的燃料。反物质遇到正物质会发生湮灭,质量完全转化为能量,这是目前人类已知最为强大的能量来源。如果未来可以制造出足够多的反物质,或者像《三体》中描述的那样,宇宙飞船可以在太空中收集到足够多的反物质,那么,这是完全有可能实现亚光速飞行的。
暗物质与反物质更适合人类用做宇宙飞船的燃料,有人说这两种物质能让飞船的飞行速度达到光速,这是真的吗?870 / 作者:wangtao123 / 帖子ID:45019

另外,根据广义相对论,如果我们能够找到或者制造出另一种特殊的物质——拥有负质量的负物质,用它们可以打开虫洞,这样可以实现最高效的太空旅行。从某种意义上来说,穿过虫洞的宇宙飞船是可以超光速的,但这是空间效应所致,与狭义相对论不存在矛盾。
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