全球最快的跑車 世界中什么速度最快的?
世界中什么速度最快的?1676年,奧勒·羅默首次測(cè)量了光速。通過(guò)觀察木衛(wèi)一的視覺(jué)運(yùn)動(dòng),他判斷光速是有限的,而不是無(wú)限的。1865年,詹姆斯·克拉克·麥克斯韋提出光是電磁波。1905年,愛(ài)因斯坦提出了慣
世界中什么速度最快的?
1676年,奧勒·羅默首次測(cè)量了光速。通過(guò)觀察木衛(wèi)一的視覺(jué)運(yùn)動(dòng),他判斷光速是有限的,而不是無(wú)限的。1865年,詹姆斯·克拉克·麥克斯韋提出光是電磁波。1905年,愛(ài)因斯坦提出了慣性參考系。測(cè)量的光速與光源的運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。他推導(dǎo)了狹義相對(duì)論,證明了常數(shù)C除了光波和電磁波之外,還起著重要的作用。經(jīng)過(guò)幾百年的測(cè)量,1975年,光速被定為299792458米/秒
一般來(lái)說(shuō),光和其他電磁波可以從a點(diǎn)瞬間到達(dá)B點(diǎn),但是如果a點(diǎn)和B點(diǎn)之間的距離很大,我們有高精度的測(cè)量?jī)x器,由于光的傳播速度有限,我們可以探測(cè)到各種現(xiàn)象。許多來(lái)自遙遠(yuǎn)恒星的光需要很多年才能到達(dá)地球,因此科學(xué)家可以通過(guò)觀察恒星來(lái)研究宇宙的歷史。光速還可以通過(guò)“飛行時(shí)間”測(cè)量方法,高精度測(cè)量?jī)蓚€(gè)遙遠(yuǎn)點(diǎn)之間的距離。例如,光從離開(kāi)太陽(yáng)表面開(kāi)始到達(dá)地球大約需要8分17秒。
光在透明介質(zhì)(如玻璃和空氣)中的傳播速度小于C.C,而介質(zhì)(紙幣)中的光速是介質(zhì)的折射率。玻璃在可見(jiàn)光帶的折射率約為1.5。
以現(xiàn)在人類最快的速度到達(dá)一光年的距離要多長(zhǎng)時(shí)間?
人類最快的交通工具是新視野。當(dāng)木星附近的引力彈射器加速時(shí),最快的速度約為21.2km/s,因此計(jì)算非常簡(jiǎn)單:
1光年=299792.458km×60s×60m×24h×365d=9460730472581km
最快的新視界為21.2km/s
t=L/v=9460730472581km/21.2km/s=446260871348.160377358490566374s=14150.839400943695396073250816≈14151
新地平線將在14151/2=7075年內(nèi)飛出奧爾特云,真的超出了太陽(yáng)系的范圍
!當(dāng)我們知道重力的速度就是光速時(shí),就會(huì)有一個(gè)有趣的例子。如果太陽(yáng)瞬間消失,地球不會(huì)瞬間出軌,但需要8分半鐘,所以我們只能在8分半鐘后才能知道。
宇宙中最快的速度是引力的速度嗎?
對(duì)于任何攜帶能量和信息的物質(zhì),光速是其運(yùn)動(dòng)速度的上限,這是受愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論限制的。真空中的光速是宇宙中最快的速度,精確值為299792458米/秒。當(dāng)一個(gè)靜止質(zhì)量的物體移動(dòng)時(shí),它的質(zhì)量也會(huì)增加。雖然這聽(tīng)起來(lái)有悖常理,但確實(shí)如此,因?yàn)槿粘I钪械墓馑龠h(yuǎn)低于光速,而且相對(duì)論效應(yīng)并不明顯,所以我們很難察覺(jué)。我們來(lái)看看物體的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量公式:m是運(yùn)動(dòng)質(zhì)量,m是相對(duì)靜止質(zhì)量,V是運(yùn)動(dòng)速度,C是光速。
如果物體的速度是120公里/小時(shí),物體的質(zhì)量增加了0.0百萬(wàn)618%,可以忽略不計(jì),所以我們很難發(fā)現(xiàn)。然而,如果速度足夠接近光速,物體的質(zhì)量將顯著增加。例如,當(dāng)一部質(zhì)量為150g的手機(jī)達(dá)到光速的99.9999%時(shí),其質(zhì)量將高達(dá)3.4噸,相對(duì)論效應(yīng)非常顯著。
簡(jiǎn)而言之,物體移動(dòng)越快,其質(zhì)量越大,繼續(xù)加速所需的能量也越多。如果速度是無(wú)限的并且接近光速,物體的質(zhì)量將接近無(wú)窮大。如果物體想繼續(xù)加速,它需要無(wú)限的能量。顯然,這是不可能的,所以物體的速度永遠(yuǎn)達(dá)不到光速,更不用說(shuō)超過(guò)光速了。
另外,從上面的公式可以看出,如果速度大于或等于光速,這個(gè)公式就沒(méi)有意義了。因此,光速是宇宙中最快的速度,任何靜止質(zhì)量的物質(zhì)都不能達(dá)到或超過(guò)光速。
狹義相對(duì)論自誕生以來(lái),已經(jīng)通過(guò)了很多實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),人類還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何比光速更快的物質(zhì),因?yàn)樗仟M義相對(duì)論所禁止的。
為什么說(shuō)光速是宇宙最快的速度?
到達(dá)世界的每一個(gè)角落需要兩個(gè)小時(shí),但這種飛機(jī)一般不是載人的,而是為其他目的而設(shè)計(jì)的。
人的飛機(jī)種類繁多,從最普通的飛機(jī)到各種火箭、巡航導(dǎo)彈和探測(cè)器,從戰(zhàn)斗機(jī)到成波梯飛機(jī),都朝著更快、更高、更強(qiáng)的方向發(fā)展,使反應(yīng)時(shí)間更快、更高,有利于高空偵察和躲避敵機(jī),更加注重隱身效果和超視距攻擊的綜合能力。最快的飛機(jī)是近年來(lái)相對(duì)熱門的乘波飛機(jī)。通過(guò)特殊的空氣動(dòng)力學(xué)布局形成沖擊波和強(qiáng)大的推進(jìn)器,高超音速飛機(jī)可以以5倍于音速的速度飛行。目前,由于沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行探測(cè)、定位和反擊,任何導(dǎo)彈都很難攔截這類飛機(jī)。然而,大多數(shù)這類飛機(jī)仍在測(cè)試中。在美國(guó),曾有一款音速達(dá)到20倍的音速,但沒(méi)有最終定稿并投入生產(chǎn)。
不同飛機(jī)的飛行原理不一樣,所以能得到的速度也不一樣。人類有史以來(lái)制造的最快的客機(jī)是協(xié)和式客機(jī),它能以超音速巡航,飛行速度超過(guò)2000公里/小時(shí);最快的彈道導(dǎo)彈,能以25倍音速飛行,用于快速突防;最快的火箭,單級(jí)火箭,最大前進(jìn)速度為4.5公里/秒,速度為其中一枚多級(jí)火箭的第一宇宙速度可達(dá)7.9公里/秒,第二宇宙速度可達(dá)11.2公里/秒;最快的外層空間飛行器紀(jì)錄是美國(guó)發(fā)射的太陽(yáng)神號(hào),其飛行速度為70公里/秒,取決于太陽(yáng)引力,但這不是螺旋槳所能達(dá)到的……
每種飛機(jī)都有最快的速度,從幾百公里/小時(shí)到幾十公里/秒。人類的飛機(jī)越來(lái)越快,型號(hào)越來(lái)越多,設(shè)計(jì)也越來(lái)越復(fù)雜,基于化學(xué)能的飛機(jī)就越強(qiáng)大。
在所有人造飛行器當(dāng)中,最快的速度有多快?
說(shuō)到光速,我們首先想到的是接近每秒30萬(wàn)公里的速度c。其次,任何物體都不能超過(guò)光速。最后,光速相對(duì)于物理背景(即空間)是不變的。
事實(shí)上,光速不是一個(gè)常數(shù)。光速是光子相對(duì)于空間勢(shì)能的速度。
與其他物體一樣,光子的外部能量有兩種形式,一種是相對(duì)于自身的動(dòng)能,另一種是相對(duì)于空間的勢(shì)能。
光子的靜態(tài)質(zhì)量非常小,其動(dòng)能遠(yuǎn)小于其勢(shì)能。因此,光子能量的變化主要是其勢(shì)能的變化。因此,光速相對(duì)于特定物理空間和相對(duì)于自身能量的變化是恒定的。
然而,恒定的光速只是相對(duì)的。
如果空間密度因宇宙膨脹而降低,光子的速度將不得不增加,以保持其相對(duì)空間勢(shì)能。就像一條河需要比大海更快的速度才能赤腳劃水。
此外,相對(duì)于不同的能量,光子需要保持其相對(duì)于空間的速度也不同。因此,光子的能量越大,其速度就越大。然而,不同能量光子的速度差遠(yuǎn)小于光的速度差。
總的來(lái)說(shuō),由于光子的靜態(tài)質(zhì)量最小,光速最大。
但是,如果仔細(xì)觀察,光子的能量越高,速度就越快。例如,中微子和X射線比可見(jiàn)光能量更大,因此具有更高的速度。
如果空間密度隨著宇宙的膨脹而繼續(xù)降低,那么光速也會(huì)相應(yīng)地增加。當(dāng)空間密度接近零時(shí),它就過(guò)渡到經(jīng)典力學(xué)的情形。此時(shí),光子只有相對(duì)于自身的動(dòng)能,所以速度是最大的。