月球表面下的通道? 科学家称人类可在月球地下熔岩管生存
月球地下可能存在一个巨大的熔岩管网络。直径0.6英里(约合1公里)以上的月球熔岩管结构非常稳定,可以作为人类的永久性基地。如果能够栖身这些熔岩管,未来的探月宇航员便可应对严酷的月球环境。――根据美国普渡大学进行的研究
我们都知道“光年”这一词的寄义是“光线直线传播一年的距离”,而光速约为每秒30万公里,因此光年示意的长度就是9.461*10的15次方米,这是一段异常异常长的距离。 而正如问题所言,我们今天即将搭乘一艘光速飞船前往254万光年外的仙女星系。
信赖不少同伙在看到题目后,都会对这艘光速飞船后面的修饰语——“无限迫近光速”感应不解,由于在许多科普文中,对于光速飞船往往都忽视了加速的存在,而直接套用常见的狭义相对论公式,然则为了进一步模拟真实感,我们将会为飞船添加上“加速率”这一条件。 先来看看通俗版本的光速飞船 广而熟知的狭义相对论的时间延缓公式(如下图)
这则公式所代表的物理寄义,信赖不少科普读者都耳熟能详,简朴来说就是:飞船的速率越快,则其内部流逝的时间越慢。 也就是说,我们的光速飞船在到达光速时,飞船内部的一切事物生长将会住手(由于时间阻滞了),但同时要注意到一点,飞船到达光速仅仅就上述公式而言,实际上狭义相对论中还存在着关注质量增添的公式,它的意思是物体的速率越快,则自身质量越大,很简朴的原理告诉我们,越大的质量则需要越多的能源去加速,因此飞船并不能完全到达光速,只能是99.999…%。
很显然,在通俗版本的光速飞船中,我们只需要控制飞船的速率就能随意调治时间流逝的速率,因此就泛起了当速率调整为99.9999%时,去一趟254万光年处的仙女星系时,飞船内部所花费的时间只有3592年。。。额,
科学家在寻找外星生命时,为何一定要先寻找水?
我最常被问到的问题之一就是:为什么科学家们寻找外星生命,总是要先找到水,或者说总是要找到和地球差不多的环境?经常会有听众用一种非常恼火的口气说:“每次谈到外星生命的存在条件时,科学家总会提到水,给人一种‘水就是产生生命的必要条件’的印象。
照样有点多,那就在多添加几个9吧,最后我们发现,随着9的不停增添,飞船内部的耗时越来越趋向于零。 但有一个问题在这个通俗版的光速飞船中没有体现,那就是启动和刹车,也即是加速率这个条件被忽视了,而没有加速率的飞船,怎么看都觉着别扭。不要急,下面就来说说这个存在加速率的光速飞船。 升级版的光速飞船 我们知道狭义相对论的数学焦点在于洛伦兹变换(类似于伽利略变换的一组公式),有些时刻,我们都忽视了加速率在两个参考系之间的变换,实际上加速率的变换可以从洛伦兹变换中直接推导出来。 而它所解释的物理寄义简朴来说:就是你在火车里以加速奔跑,火车内部测得你跑步时的加速率为a,而地面上测得你的加速率为b,且a与b不相等。 而有了这个加速率的变换式后,我们就能对存在加速率的物体内部时间延缓效应举行计算了,获得下面两个公式:
T代表地球上流逝的时间,s示意旅程,a代表飞船加速率,c为光速,t代表飞船内部时间 为了旅程的合理性,我们假设飞船的加速率数值即是一个重力加速率g(这样对于飞船内的人来说,也相当于有了一个恬静的人造重力环境),而且我们将254万光年的旅程一分为二,前半段处于加速历程,后半段处于减速历程,最后保证恰好以零速率到达目的地。 由于对称性,我们只需计算出前半段旅程127万光年的耗时即可。 将一系列数据带入后,我们获得飞船将耗时28.689年即可抵达仙女星系,而地球上缺已经过去了254.000194万年。
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