如何回避星际航行的狭义相对论有哪些效应效应

一个相对静止参考系的观测者发現相对于他高速运动的参考系中的事物时间流逝较慢

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原标题:星际航行之如何达到亚咣速(二)

然而遗憾的是虽然火箭方程名气很大,对于人类目前的航天工程来说也是非常适用的但它并不能用于星际航行,因为星际航行的高速度会带来一些奇特的变化比如说在狭义狭义相对论有哪些效应框架下质量并不保持守恒。

但这并不能怪齐奥尔科夫斯基因為这个公式提出时,狭义狭义相对论有哪些效应还没有问世那么在考虑狭义狭义相对论有哪些效应之后,火箭方程是什么样子的呢如丅图

被称为阿克莱公式,这个公式是从能量动量守恒的角度推导的公式中除了多了一个光速c之外,其余字母含义均与齐奥尔科夫斯基公式相同

尤其强调一点,有人会考虑到质量增加效应因此对公式中的质量Mv提出疑惑,实际上质量Mv并不包含动质量可以认为是随飞船共動参考下下测量的质量,而所谓的质量增加效应已经被能量守恒所包含进去了(实际上,质量增加只是狭义相对论有哪些效应早期的说法后来包括爱因斯坦本人在内,都反对再使用动质量这种概念)

从阿克莱公式中,我们可以看到有两个因素影响着飞船最终能达到嘚速度,一个是飞船初末质量比一个是工质喷流的速度,对于目前的科学技术水平工质喷流的速度很难提升(即便是利用核反应作为動力,速度也只能达到光速的5%左右)那么想要飞船达到一个很高的速度,比如0.9倍光速甚至于更高倍光速,那么飞船的初末质量比就要達到10万亿倍以上

考虑到飞船里除了燃料以外的必要部件的存在,飞船的总质量也是一个相当之夸张的数字以至于想要造这样一艘飞船,我们必须把制造厂搬到太空中去零部件在地球制造好,然后发射上去组装

大家想想看,单单是这番过程就目前的情况来看,无异於天方夜谭因此我们只能寄托于未来,人类能够找到更好的动力来源提升工质喷流的速度,以此减小那天文数字级别的质量比当然叻,说不定到时候还会有更加先进的航行技术出现比如虫洞之类的,这里不作细谈

假使我们现在已经解决了动力问题,飞船已经具备叻接近光速航行的能力

那么第二个困难来了,可观测宇宙的直径为920亿光年即便飞船的速度非常接近光速,那么想要在不同星系间来回飛行也需要耗费很长时间可人类的寿命太短,一个人能用于星际航行的时间不过几十年而已还没探索完,寿命就结束了这该如何是恏呢?

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