速度是探索世界最快的途径之一,从古至今,人类都在不断的提升自己的出行速度,古时候由于人类的科技有限,古人出行基本上都是依靠马车或者是步行,所以很多古人一辈子都走不出方圆百里的范围,不过经过几千年的科技发展,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度是非常快的,在人类科技发展的道路上,人类发明了很多先进的交通工具,比如说汽车、自行车、火车、轮船、飞机等等,这些先进的交通工具让人类的出行变得越来越方便,当人类走出地球看到宇宙之后,人类的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人类想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中除了地球生命之外,是不是还存在外星生命?
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带着这些疑问,人类走上了探索宇宙的道路,根据科学家的研究我们能够知道,目前宇宙中最快的飞行速度是光速,光速大约是每秒30万公里,相当于一秒钟能够绕地球7圈半,看到这里,可能很多人会产生一个疑问,就是光速如此之快,科学家是如何计算出来的?人类历史上最早测量光速的科学家是丹麦科学家奥勒.罗默,他在1676年的时候利用木卫一围绕木星公转的周期和地球公转的周期计算出光速大约是每秒21万公里,后来在1728年的时候,英国科学家詹姆斯.布拉德利利用光行差,计算出光速大约是3.01*1^8m/s,光行差,简单来说就是地球的运动,会使得恒星的方位产生变化。
利用恒星光行差,结合地球公转的速度和恒星角度的变化,就能够估算出光速来,后来到了20世纪50年代以后,人类的科技越来越强大,科学家也发明了各种各样测量光速的办法,比如说无线电干涉法,激光干涉法等等,最终得出的结果大约是每秒30万公里,这个速度虽然对于人类来说非常快,但是面对浩瀚的宇宙,它还是显得非常慢,要知道我们的宇宙目前能够观测到的直径达到了930亿光年,而这并不是宇宙的全部范围,宇宙比我们想象的还要大,宇宙到底有多大?现在科学家也在研究当中,如果按照光速来飞行的,那么人类永远都无法达到宇宙的边缘,不少科学家认为,在宇宙中存在很多超光速现象,下面就让我们一起来看看。
第一个超光速现象——宇宙膨胀
现代科学认为,我们的宇宙诞生于奇点大爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、密度无限大、热量无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才膨胀成我们现在看到的样子,在20世纪初的时候,美国物理学家爱德文.哈勃提出了宇宙膨胀的理论,最终科学家计算出宇宙膨胀的速度应该在50-90(km/s)/Mpc(天体于地球退行的速度就会增加50-90公里每秒),宇宙膨胀的速度已经远远地超出了光速,科学家经过研究发现,在宇宙大爆炸的1秒钟中,宇宙就膨胀到了10万光年的范围,一直以来科学家都在计算宇宙膨胀的速度到底是多少?
为了解决这个问题,众多科学家在2019年7月的时候聚集到位于加州大学圣芭芭拉分校物理研究所,讨论因为测量哈勃常数而产生的宇宙学问题,通过两种不同的方法测量哈勃常数,得出了两个完全不同的结果,而这两个方式也都不会孤立,不过到目前为止,科学家并没有准确的计算出宇宙膨胀的数值到底是多少,我们的宇宙会一直膨胀下去吗?科学家认为,我们的宇宙不可能一直膨胀下去,宇宙之所以会不断的膨胀,是因为宇宙大爆炸产生的能量还没有完全消耗殆尽,如果有一天宇宙大爆炸产生的能量消耗完,那么宇宙就会快速的收缩,宇宙膨胀的速度有多快,到时候它收缩的速度就会有多快,最终宇宙会收缩成大爆炸之前的奇点,然后奇点再次发生爆炸,新的宇宙就诞生了。
第二个现象——虫洞穿梭
虫洞最早是由爱因斯坦和罗森共同提出来的,目前来说虫洞只是爱因斯坦在研究引力场时提出的一个假设,他们认为,在我们的宇宙中应该存在一种能够跨越时间和空间的隧道,如果我们能够找到这个隧道,那么就能够穿越时空,爱因斯坦认为宇宙是由四维时空构成的的弯曲结构,能够产生虫洞,虫洞的四周的空间时间弯曲构成了路径,让穿越虫洞的物体能够短暂的时间跳跃到远离的大距离位置,虫洞分为两种类型:一种是连接着不同的平行宇宙,一种是在同一个宇宙中能够通往不同的区域,科学家通过计算得出,虫洞缩放后的极限能够达到光速的10亿到100亿倍,这个速度已经远远地超出了光速。
有很多科学家认为,黑洞可能就是虫洞的入口,现在我们知道黑洞的特性就是不断的吞噬物质,这些被黑洞吞噬的物质去了哪里?现在科学家也不知道,科学家认为,黑洞吞噬的物质可能被传送到了另一个时空中,在黑洞的另一半还存在着一个神秘的天体白洞,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,虫洞就是能够穿越时空的隧道,目前虫洞还处于理论当中,如果人类真的能够找到虫洞,那么虫洞可以帮助人类在深空中实现快速的星际旅行,长时间的太空航行对于人类来说是一种巨大的挑战,人类作为地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步和发展,未来随着人类科技的进步,说不定人类真的能够找到虫洞。
第三个现象——量子纠缠
量子纠缠是量子力学中非常经典的物理实验,在19世纪的时候,人类的科学发展几乎达到了顶峰,而且在这个时期,科学界出现了很多著名的科学家,比如说爱因斯坦、普朗克、玻尔、海森堡、居里夫人、薛定谔等等,当时人类一直认为我们已经将地球上所有的问题都解决了,比如说在远低于光速的情况下,牛顿的定律能够解决所有的机械问题,电磁现象的规律被总结为麦克韦方程,光现象能够被波动定律完美的解释,热现象能够被热力学完美解释,就在科学家认为一切问题都被已经被解决之后,科学家发现在,目前的定律只能够解决宏观的问题,但是到了微观世界就不灵了。
于是在19世纪的时候,众多科学家一起创立了量子力学,量子力学是描述微观世界的理论,它和相对论一起被称为是现代物理学的两大支柱,其中量子纠缠就是一种非常神奇的量子现象,它指的是两个处于纠缠状态的粒子,无论他们之间相隔多远的距离,只要我们影响其中一个粒子,那么另一个粒子就会受到影响,而这个影响的速度居然是瞬间完成的,这种现象能够无视空间的限制,这就有点类似心灵感应,当爱因斯坦第一次知道量子纠缠之后,他将其称为是“鬼魅般的超距作用”,连爱因斯坦本人都不相信这种理论是对的。科学家认为,量子纠缠能够无视距离,是因为量子粒子之间存在叠加态。
如果两个粒子一开始就具有某种共同的关系,那么即便两个粒子分开,那么叠加态也能够缠绕在一起,为了证明量子纠缠是正确的,科学家们还专门做了实验,科学家将两个配对好的粒子放在相隔100多公里的地方,然后将配对好的第三个光子放在其中一个粒子中,科学家惊讶的发现,相隔100多公里的另一个粒子也收到了光子的感应,这说明量子纠缠理论是对的,虽然量子纠缠非常神奇,而且它的传播速度已经不能够用光速来形容了,但是目前为止,科学家也不清楚为什么量子纠缠有这样的效果,未来随着人类科技的进步,说不定人类能够解开量子纠缠的奥秘。
第四个超光速现象——空间折叠
根据爱因斯坦的引力场理论,这个理论认为,在强大的重力场作用下,时空会极度的扭曲,形成时空折叠,就像是把一张纸对折或者折成若干褶皱一样,这样折叠起来的时空就拉近了很多,我们可以想象一下,在一张巨大的白纸上面,一只蚂蚁从这头爬到另一头需要很长的时间,而折叠起来的时空,蚂蚁只要沿着折叠的顶端跨越,就能够在很短的时间内到达另一个地方,如果说虫洞就等于在这种纸上面钻了一个洞,那么时空折叠就是把时空折叠在一起,这样我们就能够很快的达到宇宙的另一边,目前科学家正在研究的曲速引擎就是利用了空间折叠的方式。理想的曲速引擎是能够在飞船周围制造一个曲率泡,通过扭曲飞船前面的时空,在后面释放,实现飞船在曲率泡中前行。
其实曲速引擎就是一种反物质驱动,是人类利用对时空的扭曲,将人类想要到达的地方不断的拉近,如果两地之间的距离被不断的拉近,那么我们从奇点到达终点就近了很多,让科学家感到兴奋的是,美国科学家曾经在研发期间发现了世界上第一个纳米级的翘曲气泡,这对于人类来说意义重大,这意味着人类未来或许真的能够实现曲速引擎,不过科学家认为,空间不可能被无限制的扭曲,所以当空间被扭曲到9.99的时候,就是曲速飞行的最快速度,这个速度就是光速的2140倍,这个速度已经超出了人类的认知,我们可以试想一下,在一倍光速的情况下,我们从地球前往冥王星只需要5个小时。
按照这个速度来看,人类飞出银河系都是有可能的, 目前人类观测到银河系的直径大约是20万光年,未来随着宇宙不断的碰撞,或许银河系的直径将会变得越来越大,不过只要我们用足够快的速度,那么我们飞出银河系探索银河系之外的奥秘就指日可待,人类想要探索宇宙的边缘,必须实现超光速飞行,如果不能够实现超光速飞行,那么人类永远都无法解开宇宙的奥秘,不过现在人类的科技离超光速飞行还要很长的一段路要走,这是目前人类已知的宇宙中能够超越光速的方式,或许在宇宙中除了这些方法之外,还有很多其他的办法也能够实现超光速飞行,只不过我们还没有找到而已。宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中存在很多我们不知道的奥秘,比如说反物质、暗物质等等,科学家认为宇宙中存在一种我们看不见也摸不着的神秘物质,这种物质就被称为是暗物质。
暗物质占到了宇宙总质量的百分之90,这意味着宇宙中最主要的物质就是暗物质,虽然现在科学家还没有在宇宙中发现暗物质,但是科学家认为,这种物质一定存在,如果人类未来能够找到这种神秘的物质,或许人类就能够解开宇宙诞生的奥秘,科学家认为,暗物质不仅仅能够推动宇宙不断的膨胀,还能够控制天体的运动,除了暗物质之外,宇宙中一定还隐藏着我们不知道的奥秘,这些奥秘都需要等待人类的探索和研究,小编认为,人类作为地球上最有智慧的生命,在短短几千年的时间内,能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度非常快了。只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来随着人类科技的进步,人类一定能够解开宇宙中所有的奥秘,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家有什么想说的吗?
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