飞船|太阳帆飞船是怎么一回事?科幻电影中的场景可以实现吗?

太阳帆飞船是怎么一回事?科幻电影中的场景可以实现吗?
很多科幻电影中 , 一些炫酷的宇宙飞船尾部发动机 , 喷出的一团幽蓝色的光 , 就是使用的离子推进器 , 更快的速度可以通过一种叫做 , 太阳帆的飞船实现 , 就是利用一大块镀金材料 , 接收太阳风的光压 , 因为太阳发出的光像波 , 也是一种微小的固体粒子 , 即光子 , 就像在大海中帆船使用海风 , 吹动风帆一样 , 当光子撞到光滑的表面上时 , 就会反弹回来 , 并且给撞击物体以相应的作用力 , 但是单个光子所产生的推力 , 极其微小 , 在地球到太阳的距离上 , 光在一平方米太阳帆上产生的推力 , 只有0.9达因 , 还不到一只蚂蚁的重量 , 因此这个太阳帆 , 就要造的非常大 。
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如果帆的表面积是1公里X1公里 , 也就是1平方公里 , 那么这个太阳帆飞船 , 依靠太阳风的动力 , 在第一天的速度是160公里/小时 , 但是和离子发动机一样 , 只要时间够长 , 就可以产生非常惊人的速度 , 一年以后就可以达到 , 58000公里/小时 , 由于太阳风可以到达的距离非常远 , 所以欧航局ESA的科学家估计 , 太阳帆飞船最终可以加速到 , 75000公里/秒 , 也就是是光速的25% , 而太阳帆还可以用作 , 对抗撞向地球的小行星或者陨石 , 如果能够提早发现 , 即将飞来的陨石 , 就可以提前把太阳帆飞船 , 降落到陨石上 , 这样就可以给陨石 , 不断加速或者减速 , 让其远离地球 。
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太阳帆飞船的大规模应用 , 将是0级文明跨越到 , 1级文明的标志性特征 , 即使是可以达到光速4分之1的太阳帆飞船 , 离真正的超越光速还有一个外星人的距离 , 我们设想一下 , 如果光速真的是宇宙的终极速度 , 是自然法则 , 那么人类即使穷尽所有 , 也无法造出超越光速的飞船 , 但是或许在未来 , 有很多方法可以绕开这种限制 , 达到超越光速的目的 , 狭义相对论告诉我们 , 飞船飞得越快 , 就需要越多的能量 , 当飞船接近光速时 , 加速的能量就会增长到无穷大 , 同时飞船的质量也会无穷大 , 进而无法提速 。
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这个光速极限就好像是 , 有一种声音告诉我们 , “到此为止 , 不能再往前了” , 但是爱因斯坦的解决方法 , 非常巧妙 , 在他的狭义相对论中 , 空间是平的 , 但是在他同时认为 , 空间是可以弯曲的 , 这就是广义相对论 , 这一理论很快就由 , 对太阳系的高精度天文观测 , 所证实了 , 时空本身就是可以被摺叠和压缩的 , 质量足够大的恒星 , 可以弯曲周围的空间 , 就象是一张具有弹性的布 , 当它是一个平面时 , 放下一个很重的球 , 这个球就会陷进去 , 这个和空间弯曲的表现非常类似 。
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在太阳系 , 因为太阳对周围空间的弯曲 , 让这些小球 , 也就是八大行星 , 被定格在太阳周围的弯曲空间内 , 这也是行星会围绕着恒星旋转的原因 。 基于这一理论基础 , 1994年 , 墨西哥的物理学家 , 米格尔·阿库别瑞发表了一篇论文 , 详细描述了如何利用广义相对论 , 进行时空扭曲 , 就是所谓的曲速引擎 , 也叫做阿库别瑞引擎 , 这是一种通过弯曲时空 , 来实现超光速旅行的方式 , 而在60年代的著名科幻剧 , 星际迷航中 , 就已经将这种曲速引擎 , 作为宇宙飞船的标配发动机了 。


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