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宇宙这么大，天体之间的距离非常遥远，如果星际飞船的速度没有达到宇宙最快的速度——光速，星辰大海的征程将是遥不可以及的。那么，我们在未来能否制造出光速飞船呢？ 从理论上来讲，爱因斯坦的相对论直接禁止了光速飞船的存在。光速飞船是有静质量的，当它的速度加速到光速时，动质量和动能会趋于无穷大，这就需要无穷无尽的能量来支持，所以是不可能的。 在经典物理学中，物体的动能只取决于速度，所以加速到光速，甚至超光速都没问题。但在相对论中，质增效应使得这种情况不可能会发生。下图是动质量和速度和关系： 可以看到，静质量不为零的飞船无论怎么加速，光速始终是无法达到的速度上限。 但如果静质量为零，物体的速度只能是光速。因为动质量是存在的，根据高等数学中的0/0型不定式极限，既然动质量公式中的分子为零，分母也必须为零，所以速度只能是光速。就目前所知，也只有光子和胶子没有静质量，这两种基本粒子始终以光速运动。 由于相对论效应，不要说把质量巨大的飞船加速到光速是不可能的，就连质量只有9.1×10^-31千克的电子都无法被粒子加速器加速到光速。目前为止，99.9999995%光速是电子被加速到的最快速度。 此前有报道称，美国宇航局（NASA）计划在21世纪中叶研发出最高速度能够达到光速十分之一的飞船，并将其送往4光年之外的南门二。不过，这是一艘无人飞船，并且飞到南门二也要数十年的时间。 宇宙这么大，动辄几千几亿光年，而速度和人类的寿命又是有限的，如果想要实现星际穿越，最为可行的方法可能是相对论所预言的虫洞，这种特殊的时空通道可以把地球和宇宙中极为遥远的地方连接在一起。有了虫洞，不需要飞过遥远的距离和耗费漫长的时间，就能抵达宇宙的另一端。 |
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