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宇宙是真空,飞船为何不能无限加速,甚至连1%光速都无法达到?

问:宇宙是真空,飞船为何不能无限加速,甚至连1%光速都无法达到?

宇宙是真空,没有阻力。如果飞船持续加速,应该没有速度上限才对,可为什么连光速的1%都达不到呢?

这是由三个因素共同决定的。首先真空是相对而言,没有绝对的真空。所谓真空只是空间的分子数量极少而已。假如说地球大气中的分子间距是1mm,宇宙空间的分子间距是1m,而空气阻力大小取决于飞行器单位时间遇到分子的多少。

宇宙是真空,飞船为何不能无限加速,甚至连1%光速都无法达到?

可以想像,如果把飞船速度提升1000倍,那么它撞到的分子数和在地球大气中是一样的,所以即使在真空中,当飞行速度很高时也会遇到“空气”阻力。

第二个阻碍速度提升的是火箭发动机的功率和持续工作时间。只要加速运行就需要发动机不断提供推力,无论发动机使用任何燃料,其携带量都是非常有限的。这必然制约速度的提升。

宇宙是真空,飞船为何不能无限加速,甚至连1%光速都无法达到?

以上两个因素是影响速度提升的重要条件,退一步说,即使將来技术进步了,还会遇到更大的拦路虎,这就是爱因斯坦的质能转换理论:E=mc²当速度接近光速时,能量就会转化为质量,达到光速物体质量会无穷大。

宇宙是真空,飞船为何不能无限加速,甚至连1%光速都无法达到?

根据F=ma,当m无穷大,所需推力F也是无穷大,这显然是不可能做到的。这就从根本上堵死了飞船速度达到或接近光速的路。以上是我的回答。

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优秀作者:四重奏6028217