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光速|NASA带你体验近光速旅行，你准备好了吗？

如果你是一个科幻小说的忠实粉丝 ， 那么你很可能遇到这样的场景：人类已经遍及整个已知宇宙 。 能实现这件事的飞船 ， 可能使用了“曲速引擎“ ， 可能“折叠了宇宙” ， 也可能实现了超光速或“跳跃引擎” 。 去往星际真的是一个很酷的想法 。 不幸的是 ， 这在永恒不变的物理学中是根本不可能的 。
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然而 ， 掌管我们宇宙的物理学确实允许以接近光速的速度行驶 ， 即使达到该速度需要耗费巨大的能量 。 但是 ， 相同的定律也告诉我们近光速行驶会带来各种各样的挑战 。 幸运的是 ， NASA在最新发布的视频中解决了这些问题 ， 并涵盖了星际旅行所有的基本知识！
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总之 ， 根据物理学不变定律（尤其是爱因斯坦的狭义相对论） ， 光速是不可能被达到或超越的 。 这意味着 ， 如果你准备星际旅行 ， 那么最好的选择是长途跋涉（一代普通飞船）或者找到一种可以实现持续加速直至达到光速（相对论速度）的推进方式 。
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在这个标题为“NASA 近光速旅行指南”（如上所示）的视频中 ， 我们假设星际旅行者（可能是外星生物）已经建造成能够以0.9倍光速（0.9c）行驶的宇宙飞行器 。 该视频以星际旅行者的参考指南的形式呈现 ， 并以下述信息开始：
【光速|NASA带你体验近光速旅行，你准备好了吗？】“您刚刚完成了飞船加速的最后阶段 ， 现在它可以以接近光速飞行了 。 我们不太确定您是如何实现的 ， 但是恭喜！在下一个旅程开始之前 ， 您需要观看这个短视频以了解更多近光速安全的注意事项、旅行时间以及宇宙中热门目的地之间的距离 。
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我们暂且不考虑怎样才能使飞船达到这样的速度 ， 这个视频直接着眼于处理在相对论宇宙中飞行所产生的问题 ， 包括时间膨胀、在星际介质中保护飞船、以及需要花费多久才能到达最近的目的地——例如距离我们最近的恒星（比邻星）、最近的星系（仙女座星系）、或最远的星系（GN-z11）
诚然 ， 这些挑战十分艰巨 ， 一些世界上最好的科学家们正在努力寻找解决方案 。 突破摄星计划就是一个很好的例子 。 突破摄星团队计划在近几年将激光束驱动的太阳光帆飞行器发送到半人马座阿尔法星 。 依靠定向发射能量的推进 ， 这些飞行器可以达到20%光速 ， 并在短短20年内完成旅程 。
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自然而然地 ， 这个计划中涵盖了大量对星际旅行中的风险的研究 ， 并提出了一些富有创造力的解决方案 。 包括（但不限于）飞行器的防护 ， 信息传递 ， 能够传回最佳科学数据的相机和仪器 ， 光帆的类型、形状 ， 以及当飞行器到达目的地时如何减速 。
同时 ， 设置科普资源让人们对喜爱的科学领域深入了解也是一件好事 。 对于一些希望在有生之年看到星际旅行成为现实的科学家而言 ， 这个项目对鼓舞他们的士气也很有帮助 。 你必须知道自己面对的是什么 ， 这样才能战胜它 。
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这个视频由来自NASA戈达德宇宙飞行中心（GSFC）戈达德媒体工作室（GMS）的科学家和媒体工作者制作完成 。 Chris Smith ， 一名多媒体制作人 ， 领导这项工作 。 他同时还是戈达德天体物理学部门大学宇宙研究协会（USRA）的一名成员 。 他的同事 ， 同样来自USRA的Krystofer Kim,完成了主要的动画制作 。
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相关知识
真空中的光速（通常表示为c）是一个普遍的物理常数 ， 在许多物理领域中发挥着重要作用 。 它的精确值定义为299792458米/秒（约3000000千米/秒或18600英里/秒【注释3】）这是一个精确值 ， 因为根据国际共识 ， 一米的定义为真空中光在1/299792458秒内传播的距离【3】根据狭义相对论 ， c是传统物质和信息传播的速度上限 。 虽然这一速度通常与光相联系 ， 它同样是所有无质量粒子和波 ， 包括电磁辐射（光占据着电磁辐射频谱中的一小部分）和引力波 ， 在真空中的速度上限 。
作者：MATT WILLIAMS


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