| _Travels in Space and Time_ <br><br>_时空之旅_ | **星际旅行到底行不行？**<br><br>用相对论与科幻设想解释“近光速旅行”与时间膨胀，让读者体验物理极限。 | 光速旅行、时间膨胀、猎户座计划、代达罗斯计划、恒星引擎、时间机器、平行宇宙、双星系统… | | ------------------------------------------ | -------------------------------------------------------- | ------------------------------------------- | # why # what - 宇宙的尺度之大，如果不以接近光速的速度行驶，我们是不可能实现星际旅行的。比如作者提到的“旅行者号”航天器是有史以来从地球发射的最快机器，以光速的万分之一前进。如果以这个速度驶向==比邻星==，也要4万年后才能抵达。 - 行驶的最大速度只能是接近光速，否则就会违背自然法则。狭义相对论证明：“无论一个物体是静止还是运动，它发出的光（无论反射或主动发射）速度都恒定不变。你不能把自身的速度和光速相叠加。此外，任何物体的速度都无法超过光：物理学理论允许你无限接近光速，比如它的99.9%，但再怎么尝试，你都不可能超越那个小数点。” - 时间膨胀：如果以接近光速的速度行驶，运动方向上被压扁，质量增加，时间会变慢。 - > *假设你骑着摩托车，不断接近光速（相对论中很多段落都以“假设……”开头。爱因斯坦称这个练习为Gedankenexperiment，即思想实验）。随着速度逐渐提升，你发现自己开始能看到经过物体的其他边角。直视前方，会看见身后的物体。越接近光速，你眼中的世界就越怪。到最后，所有的一切都被挤进了你视野前方小小的圆形窗口内。如果边上有个静止的旁观者，那么在他眼里，你远离他身边时反射着红光，接近时则是蓝光。如果你以接近光的速度冲着观察者过去，会被笼罩在怪异的色彩之中。你身上通常不可见的红外光线，将转移到较短的可见光波段。你在运动方向上被压扁，质量增加，你还会感受到时间减慢。接近光速条件下这种惊人的体验，我们称之为==时间膨胀==。但如果你有个同行者——也许摩托后座上坐了个人——那么在他眼里，这一切都不会发生。* - > 速度是距离除以时间。物质在接近光速的情况下，无法像我们日常生活中那样简单地提速，所以平日的绝对空间和绝对时间概念——它们与你的相对速度无关——就必须让位。这就是你为什么会被压扁，这就是为什么时间会膨胀。 - “猎户座号”飞船的推进方式是在尾部点燃氢弹，每次爆炸都会给惯性板施加点推力。运用核能作为推动力，但计划因签署了禁止在太空引爆核武器的国际条约，最终被废止。“代达罗斯”号是用[[核聚变]]反应堆，比[[核裂变]]反应堆更安全、高效。“猎户座号”和“代达罗斯号”飞船也许能达到[[光速]]的十分之一，而半人马阿尔法距离我们4.3光年，也就是说飞到那边只用43年，不到人的一生。在这种速度下，相对论的时间膨胀效应不会特别明显。 - **巴萨德氢聚变冲压式引擎**：利用星际氢作燃料，但宇宙中的氢含量稀少，需数百公里级“巨型磁漏斗”并要解决宇宙射线灼烧乘员的问题。 - 加速度为地球重力加速度1 g的飞船，只要一年就能接近光速［（0.01千米/秒^2）×（3×10^7秒）=3×10^5千米/秒］。 1g 加速，航行到中点时再以 1g 减速。但由于旅程的大多时间都接近光速，所以[[时间膨胀]]就会特别明显。 - **巴纳德星**≈ 8 年船上时间 - **银河中心**≈ 21 年船上时间（对地 3 万年） - **仙女座星系**≈ 28 年船上时间（对地 200 万年） - 多代式飞船，到达恒星的是几个世纪前出发的船员的后代 - 冬眠技术 # how - 让我想到了几部电影：[[星际穿越]]、[[太空漫游 2001]]、[[太空旅行]] # how good # Ref.