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最近《流浪地球》非常火热，很多人都想到太阳系外去看一看吧？ 根据电影的描述，我们想要抵达比邻星，需要2500年。 不得不说，宇宙实在是太大了，尽管是距离太阳最近的恒星，我们用科幻小说里的速度，也要2500年才能够抵达下一站。 那么，我们真的就无法突破极限，让航天器的速度更快一点吗？ 很多人就会想到：我们平时骑车要一直用力蹬，是因为地面有摩擦力。开车也是一样，如果松开油门太久，也会在摩擦力的作用下减速。可是，宇宙空间并没有摩擦力，离开地球后也没有了地心引力的作用。如果航天器在宇宙空间加速，那就是纯粹的加速。换句话说，只要不超过光速，人类的航天器并没有速度上限。 那么，情况真的是这样的吗？我们的航天器真的可以一直加速、达到光速的级别吗？ 首先要说，即使我们的航天器脱离了地球，也只是摆脱了地心引力而已。然而，地心引力只是一种微不足道的力。当航天器来到宇宙空间，还要摆脱更强大的引力——太阳引力。 即使是四五十亿公里甚至上百亿公里以外的天体，也受太阳的引力作用，更不用说人类的航天器了。所以，航天器的加速度，首先要抵消掉太阳引力产生的反向的加速度才行。这对于航天器来说，也是一个重要的考虑因素。 就算航天器没有太阳的引力，它就可以无限加速吗？ 也不可以。 首先，加速就要消耗能量。对于我们目前的科技来说，航天器最大的限制不在于速度，而在于能量。航天器携带的能量多少，决定了它能飞多远、用多久、传回来多少信息。 如果一个航天器只是闷着头往外飞，不给我们传回来任何信号，那就没有任何意义了。由于我们目前科技的限制，还无法制造出更强的能源供应系统。因此，科学家必须分配好电池电量的使用途径，确保不耽误航天器执行探索任务的同时，尽量飞得更远。因此，我们就不能将飞行器加速地太快。 即使人类最近能够研发出更强的电池，也不代表航天器的飞行速度就能有一个质的飞跃。 根据爱因斯坦的相对论，一个物体的速度越快，它的能量就越大。而根据质能方程我们可以知道，这个物体的能量变大就会导致它的质量变大。 回过头来再用牛顿的经典力学来看就会发现，这个物体的质量增大，导致加速需要的能量会变大。如此循环下去，当这个物体接近光速的时候，它的质量将会变得极大，极难被加速。 因此，随着航天器速度的提升，加速所需要的能量将成指数倍增长，对于我们的能源系统挑战也会指数倍增加。 总之，想要通过简单的加速让航天器飞得更快，是不太现实的。人类必须创造出一套更先进的能源系统、动力系统甚至是航行模式，才有可能突破宇宙空间，探索太阳系以外的世界。 |
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