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青木:四维空间和超时空的通俗解释 |2024-09-01

有些书上说,光速是速度的极限,任何物体的速度都不可能超过光速,此乃宇宙的基本规律。
有些书上说,如果物体超越了光速,那么就会发生XX现象,比如超时空。
这两种说法你可以在多种权威书籍上看到,也经常会听到权威科学人士讲过,但从字面意思上两者是互相矛盾的。
如果宇宙中任何物体的速度都不可能超过光速,那怎么可能会出现物体速度超越光速后产生XX现象这种事情呢?
光速作为我们所处宇宙里的终极速度,正常情况下是不可能被超越的,一旦超越光速必定会发生种种神奇的现象,比如超时空,比如四维空间。
打个简单的比方来通俗解释下,第一宇宙速度是7.9公里/秒,合28,440公里/小时,低于这个速度时,如果不持续消耗能量,那飞行物体就会在地球引力的作用下不断的坠入地面。
但当物体的速度超过7.9公里/秒的时候,神奇的事情就发生了,物体可以在不消耗能量的情况下永久腾空,获得对抗地球引力的能力,如果不遇到阻力而减速,那就可以围绕地球进行永久的运转,成为地球的卫星。
而达到第二宇宙速度11.2公里/秒时,物体将达到地球逃逸速度,也就是可以摆脱地球引力的捕获,飞向太阳系深处。
达到第三宇宙速度16.7公里/秒的时候,物体将达到太阳逃逸速度,可以摆脱太阳引力的捕获,飞出太阳系。
接下来还有银河系,本星系团以及本超星系团,对应的是第四、第五以及第六宇宙速度,因为人类了解太少,资料不全,逃逸速度的精确数据始终没有算出来。
最后还有总星系,也就是宇宙,其逃逸速度可能大到无法想象,远远不止是光速。
以地球为例,宇宙是三维的,但实际上我们在地球上的运动轨迹是两维的,地球上的物体可以在平面上任意移动,但在高度这一维进行移动就非常困难,你向前移动100米和你向上移动100米是截然不同的两种难度。
在科技革命爆发出飞机这项黑科技之前,无论在陆地还是海洋,人类只能在二维平面进行移动,只有在山峰这种地球的“褶皱”处才能爬山来进行三维移动,且不能脱离这个“褶皱”之处。
即便拥有了飞机,我们在高度这个维度进行移动也需要耗费极大的能量,飞机每秒消耗的能量对于碳基生物而言都是一个天文数字。
但当物体达到第一宇宙速度后,就得到了可以不消耗能量永久腾空的超能力,只需要消耗少量能量就可以在空中进行大范围的移动,你可以认为卫星和人类相比,是多了一个维度的物体。
而宇宙是三维的,因此当物体的速度超越某种速度时,人类将可能观测到第四维,这个第四维度是脱离宇宙的。
四维空间并非科幻作品里虚构的名词,这是物理学里的一个名词,人类如今无法观察是因为人类的能级太低了,速度太慢了。
达到7.9公里/秒就达到了第一宇宙速度,这种级别的速度整个人类只有少数几个国家耗费举国之力才能将个把物体加速到这种程度,正常人类所习惯的速度也就10米/秒,合0.01公里/秒,这已经是奥运短跑选手拼了命才能达到的速度。
但光速为299782公里/秒。
双方的能级和速度差距过大,这已经远远超过了飞机和蚂蚁之间移动速度的差距,三维对于蚂蚁来说是没有意义的,也进入不了,所以四维对于人类来说也是没有意义的,同样也进入不了,甚至我们目前连观测四维现象的手段都没有。
脱离三维需要的速度没有人知道是多少,但有可能低于光速,因此物理学家特别热衷于建造粒子加速器,其中一个初衷就是为了尝试在常态下掌握观测四维的能力。
光速可以对标音速,而在地球上飞起来拥有第三维的能力,是不需要达到音速的。
当物体达到光速的时候,一定会触发障。
在能供物体穿行的介质中,都会存在某种“障”,比如空气中的音障,比如水中的波障,因此光障是肯定存在的,要突破光障需要耗费的能量会大到无法想象。
声音的本质是当空气被扰动后产生的波,在空气这种介质中声波的传递速度为音速,但当声源的移动速度超过音速的时候,就可以追上自己发出的声波,此时声波就开始在物体前面不断的堆积,此时音障出现,物体遇到的阻力激增。
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