每秒30萬(wàn)公里 不可被超越的真空光速 是怎么計(jì)算出來(lái)的

工業(yè)革命后，內(nèi)燃機(jī)的出現(xiàn)促進(jìn)了汽車的誕生，人類的速度得到了質(zhì)的飛躍。如今，飛機(jī)和高鐵的速度不斷刷新著我們的認(rèn)知。在地球上，我們的速度似乎已經(jīng)足夠快了。與光速相比，我們的速度又顯得如同蝸牛一般緩慢。若要飛出太陽(yáng)系，進(jìn)入更廣闊的星際空間，人類的速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

天文學(xué)家認(rèn)為，宇宙是無(wú)邊無(wú)際的。僅僅是可觀測(cè)宇宙的直徑就達(dá)到了930億光年，而我們銀河系的鄰居——仙女座星系與我們相隔了254萬(wàn)光年。也就是說(shuō)，即使以光速行進(jìn)，也需要254萬(wàn)年才能到達(dá)離我們最近的其他星系。

在最初，科學(xué)家們認(rèn)為光速應(yīng)該是無(wú)限快的。因?yàn)楫?dāng)時(shí)根本沒(méi)有人或儀器能夠檢測(cè)到光速的延遲性。對(duì)于每秒30萬(wàn)公里的光子們來(lái)說(shuō)，地球的赤道周長(zhǎng)僅為4萬(wàn)公里，實(shí)在微不足道。

有史以來(lái)第一個(gè)嘗試測(cè)量光速的人是伽利略。他和助手站在兩座距離較遠(yuǎn)的山頂上，各自提著一盞燈。伽利略首先遮住燈光，一旦助手看見(jiàn)他遮住燈光，也會(huì)遮住自己的燈光。通過(guò)測(cè)量伽利略遮住燈光到助手遮住燈光的時(shí)間差，他可以試圖測(cè)量光速。

對(duì)于每秒30萬(wàn)公里的光速來(lái)說(shuō)，在地球上的兩個(gè)小山包之間來(lái)回跑根本是瞬間的事，根本不可能被伽利略的人眼所感知。直到19世紀(jì)，阿曼德·斐索發(fā)明了旋轉(zhuǎn)齒輪法，光速才有了被準(zhǔn)確測(cè)定的可能。

旋轉(zhuǎn)齒輪法由一個(gè)半透鏡和一個(gè)可控制的旋轉(zhuǎn)齒輪組成。通過(guò)將光源透過(guò)齒輪折射出去，觀察者則在半透鏡后觀察。

當(dāng)齒輪靜止時(shí)，射出的光線到達(dá)反射鏡后會(huì)通過(guò)相同的齒縫回到原處。但當(dāng)齒輪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)并達(dá)到一定速度時(shí)，光線在返回透鏡的過(guò)程中，原有的齒縫會(huì)轉(zhuǎn)走，光線被擋住，從而使得觀察者無(wú)法看見(jiàn)光線。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)速更快時(shí)，回到觀察者處的光線能夠通過(guò)下一個(gè)齒縫，光線又可以被觀察到。

通過(guò)測(cè)量齒輪轉(zhuǎn)速、齒數(shù)以及觀察者到反射鏡的距離，科學(xué)家們可以計(jì)算出光在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的距離，從而得到光速的近似值。

現(xiàn)代科學(xué)已經(jīng)確認(rèn)，光速在真空中的數(shù)值約為每秒299,792,458米。這是一個(gè)巨大的速度，但對(duì)于星際探索來(lái)說(shuō)，仍然是緩慢的。

為了克服這一限制，科學(xué)家們一直在思考和研究如何實(shí)現(xiàn)超光速航行。然而，目前沒(méi)有任何已知的物理理論或技術(shù)能夠突破光速的壁壘。根據(jù)狹義相對(duì)論，當(dāng)物體接近光速時(shí)，其質(zhì)量會(huì)無(wú)限增加，需要無(wú)限的能量才能達(dá)到光速。因此，超光速旅行似乎是不可能的。

科學(xué)家們也在探索其他的星際探索方式，例如利用蟲(chóng)洞或曲率驅(qū)動(dòng)。蟲(chóng)洞是一種理論上存在的時(shí)空彎曲，可以將兩個(gè)不同地點(diǎn)的空間連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)跨越巨大距離的快速旅行。但目前我們對(duì)蟲(chóng)洞的了解還很有限，無(wú)法確定其是否存在，更不用說(shuō)如何利用它進(jìn)行星際探索了。

曲率驅(qū)動(dòng)是另一種研究中的概念，它涉及到扭曲時(shí)空的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)超光速旅行。這需要控制彎曲時(shí)空的能量和物質(zhì)，以創(chuàng)造出一種類似于“泡沫”或“波浪”的結(jié)構(gòu)，使航行器能夠在其中快速移動(dòng)。然而，曲率驅(qū)動(dòng)的概念仍然處于理論和實(shí)驗(yàn)階段，遠(yuǎn)未實(shí)現(xiàn)可行的技術(shù)。

目前人類的速度仍然受限于光速，而要實(shí)現(xiàn)超光速的星際探索仍然是一個(gè)科學(xué)和技術(shù)上的挑戰(zhàn)。盡管我們對(duì)宇宙的探索受到了速度的限制，但科學(xué)家們?cè)诓粩嗯�力尋求突破，或許未來(lái)會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)和技術(shù)的出現(xiàn)，使得星際探索成為現(xiàn)實(shí)。