宇宙探索100问

45 能以超光速宇宙航行吗? 人造地球卫星拍摄的地球照片 根据爱因斯坦相对论的质能等价原理,运动物体的动能使物体的质量增大。在宇宙飞船的速度达到光速时,它的质量会变得无限大,因此,不可能有足够的能量使它再增加速度。 但是,根据爱因斯坦相对论引力使时空弯曲的理论,超光速宇宙航行又是可能的。因为在弯曲时空中有虫洞连接着相距遥远的各个宇宙区域,如果弯曲时空像一张因弯曲而两端靠近的纸,通过连接两端的虫洞,瞬间就可到达本来是相距遥远的宇宙另一端,这自然是超     

众议院

赖仲达；时间能否倒流？这个问题已经过了几百年，依然无答案。从超光速到真洞!黑洞，都不是解决问题的方法。时间究竟能否倒流？     

步入第二类文明，我们缺少什么

近几年好莱坞的科幻大片几乎都是涉及人类步人第三类文明的，如卖座的大片《星际迷航》等。人类迈入第三类文明，面临的二个最大的难题是，万有引力和超光速运动。前者涉及已困惑人类近5个世纪的万有引力的根源问题，后者涉及相对论的基础，这是当代物理学中最大的二个难题。     

光锥·蛀孔·宇宙弦

光锥、蛀孔、宇宙弦、时间气球,这些是什么怪东西?劳伦兹变换、时间膨胀、平行宇宙,又是些什么科学理论?有实际的用途吗?宇宙中有没有超光速粒子的存在?     

宇宙三禁律

著名的天文学家和科普作家卡尔·萨根曾经提出一个极为深刻的问题：物理学定律容许无限发达的文明做些什么？又严禁他们做什么？卡尔·萨根推测，在遥远的将来，无限发达的文明将可能实现一些今天我们看来不可思议的奇迹（甚至实现像“暴胀论”创始人艾伦·古斯提出的用９千克物质再造一个宇宙的这类疯狂梦想）。但仍有些事情，人们一直梦寐以求，不断有人绞尽脑汁论证它的可行性，但却永远是一个神话。用物理学家的话说：“宇宙禁止这种事情发生”。时间机器、空间捷径以及超光速运动可能就是这种事情，我称之为宇宙三禁律。时间机器：美梦…     

地外文明探索与超光速研究(一)

“以光速或超光速飞行的宇宙飞船”目前仅是一种设想。当前超光速研究的急迫任务是,以实验证明实体物质可以进行超光速运动,实验最好用中性物质粒子(中子、原子)进行。     

两个世界的对话

“听说这世界上只有三个人能真正理解相对论的含义，是吗？”“我正在想这第三个人是谁。”──一位记者和一位科学素之间的对白近百年来，物理学界最时髦的话题莫过于对相对论的研究。然而，其进展速度之慢也堪称科技史之最，甚至近十年来几乎没有什么新的突破，相对论的研究人员也是逐年递减。然而，这样的高深科学不仅没有使平常人望而生畏，反而成为他们茶余饭后的谈资。某杂志曾载：如果你要在别人面前显示学识渊《，最好就是和他（她）谈论相对论。因为其他的问题你又并不精通，别人也容易看出破绽。该杂志戏道地称相对论为“最安全的…     

解密UFO动力核心技术

空气动力学使人类制造出飞机、火箭等飞行器,同时也把人类航天技术的研究带入一个死胡同,致使目前我们还没有造出更快的飞机以及达到光速的宇宙飞船。要制造出达到光速甚至超光速的飞行器,只能应用另一种更大的力作为动力!什么力?静电力!掌握高中物理电学知识的人也许     

爱因斯坦与时空旅行——永远的科幻

如果有一天．你的孩子说：长大以后他要乘坐超光速火箭．再回到过去看看的时候．你是为你孩子的聪明而感到高兴．还是苦涩地告诉他这只不过是科幻故事，人类是永远无法回到过去的呢？     

如果我的速度达到光速，会发生什么？

如果你正以光速行驶，并开启汽车大灯，大灯的速度是不是就超过了光速？答案是：不可能!物理学知识告诉我们，我们的速度永远只能限于亚光速以内，所以还是不要尝试了。     

星际旅行的政治观

科幻小说的作者和读者对相对论仿佛憎恨至深。大部分讨论星际旅行的科幻小说都想当然地认为一定会找到快于光速的方法，没有这种方法，星际旅行会慢得让人无法忍受。     

地外文明探索与超光速研究(三)

在1905年以前,科学界从未认为速度存在极限.1905年狭义相对论问世,其中却有一条"光速极限法则".我们知道,A.爱因斯坦是一位家喻户晓的人物,纵观他的一生和他的工作,称他为"伟大的物理学家"是没有问题的.他的光子学说以及他的其他科学贡献,确实可以彪炳千秋.但是,对他的相对论人们却提出了越来越多的质疑.早在1962年～1971年,H.邦迪、P.G.伯格曼和N.罗森就指出,相对性原理和宇宙学原理之间存在着深刻的矛盾.     

时空是“液态的超流体”？

空间是空的，还是充斥着某种介质？一项最新的理论认为，时空可能是一种“液态的超流体”。如果这一理论最终被证实，我们必须重新审视物理学的标准模型。研究人员表示，如果假定时空是一种“液态的超流体”，就可以实现量子论和相对论的完美统一。不过，要想构建一个流体的模型，就得知道其黏度。     

生命的维数界定

讨论生命存在的条件，最具权威性的应该是生物学家，的确生物学有这方面比较成熟的见解。但是出乎人们意料的是物理学家的发现，生命的存在还受时空维数的制约。物理学家将生命的存在与时空维数相联系，始于相对论诞生之后。闵可夫斯基将时间作为第四维，认为四维时空形式清楚地表达了相对论新时空理论的精髓，打破了人类“三”是最大维数的观念。这种观念的改变又进一步使人们产生疑问：是否有小于四维的现实世界？四维是不是最大的维数？对于第一个问题，物理学家们似乎是胸有成竹的：二维空间或三维时空不足以形成合理的结构，至于一维空…     

穿越时光隧道的新设想

“时光一去不复返，往事只能回味。”正像一首怀旧歌曲中所唱的那样，时间是单向流动的，人类只是时间长河中的一叶小舟，只能随波逐流。假如能在时光隧道中任意穿梭，那无疑对每个人都具有极大的诱惑力。爱因斯坦的相对论揭示出，当你以９９．９９５％的光速前往５００光年之外的某颗恒星旅行后返回时，地球已过了１０００年，而你只不过长了１０岁而已。假如进一步设想，你的旅行速度超过了光速，那么时光将倒流，你将越来越年轻，最终回到母亲的子宫中。显然这是无比荒诞的。爱因斯坦指出，当一个物体的速度愈接近于光速，则其质量愈大，…     

空间计量中长度单位和距离测量

长度单位定义是建立在光直线传播、光速在真空中为常数,以及光速各向同性的理论基础上,二维球面上的直线,在三维空间中是弯曲的测地线;三维空间的直线,在四维时空中也是弯曲的测地线。长度单位的定义是否适用四维时空呢？SI秒和SI米的定义适用于全域时空,但使用它们必需明确原时和坐标时的区别。爱因斯坦的狭义相对论以及光速不变原理只适用于惯性系,不适用于非惯性系。本文以转盘上的非惯性坐标系为例,利用广义相对论的坐标变换和时空度规运算,揭示了非惯性坐标系上的时空弯曲和光的非直线传播现象。计算了非惯性坐标系上Sagnac效应对卫星和地面站双向测距的影响,初步研究表明空间测量范围从局域推广到全域的话,诸如引力红移、相对速度效应、Sagnac效应等将会成为空间长度测量不确定度的影响因素,因此空间计量理论必须建立在广义相对论基础之上,用四维时空观念理解空间距离测量问题。     

生命独此一家？！

有一个问题一直在困扰着我们，这就是：“只有地球存在生命吗？”探讨UFO的人十有八九会说有，那么其他人会怎么看这个问题呢？ 首先，我们得界定一下生命这个字眼。 什么是生命？     

科技发展的极限

“未来的某一天，主人公乘坐先进的时间飞船，回到了远古的某一时期，他（他们）帮助某一部落战胜了天灾，打败了邪恶的Ｍ人……”近来，类似题材的影视剧频频出现在屏幕上，时光倒流也作为一个热门主题出现在许多科幻读物上。此举作为启发青少年学习探索宇宙奥秘的热情未尝不可，但如果把时光倒流作为一种理论依据去探讨一些不明现象，那就步入歧途了。因为我们决不可能回到过去，也就是说时光绝不会倒流。爱氏相对论的一个重要结论：光速是速度的极限，因为速度超过光速时，质量变为无穷大，时间变为负值。其结论是基于这样的现实，就是物…     

UFO信箱

洛阳李库每每看到与爱因斯坦有关的书或文章，都要提到他的相对论，而每每叙述相对论中的时间问题，人们总是以一个生动的例子来形象地诠释时间，我在这儿也不例外。这个例子的大意是说一对孪生兄弟，哥哥驾驶着飞船在宇宙中遨游了一番，回到地球时，弟弟已是花白胡子一把了，而哥哥却还是一个英俊的小伙子。这是怎么回事呢？这样的事可能发生吗？原来，根据爱因斯坦的相对论，当物体若是以光的速度或接近光的速度运动时，物体的“寿命”将延长。这个式子可以表示如下：其中Δｔ是运动粒子的寿命，τ是静止粒子的寿命，ｃ为光在真空中传播的…     

时间：容纳物质的另一层空间

我们常常把时间比做一条笔直的长河，在这条长河里，我们只有两个方向——过去和未来。留给鱼儿的疑惑是：时间是否还有其他方向 ?在我们的时间直线以外，是否存在着垂直的时间矢量 ?那样的时间矢量是否会像我们的时间长河一样源远流长，没有始点，没有终限 ?对超光速现象的研究大约可以追溯到 1932年，美国贝尔实验室的麦考尔曾指出：“当一个粒子穿行一个障碍时，它好像瞬间就穿过去了。”到今天，超光速的实验对象已不再仅仅局限于一个粒子，从而发现了更多的莫名其妙的物理表征，比如，实验对象常常诡异地消失。但只要引出一条垂直的…