序言
中國的科學技術發展以前在很長一段時間里落后于這些早早進行工業革命的強國,由于我們在最關鍵的時侯錯過了那種“時機”,也引起了我們在近代遭到沙俄的侵略與瓜分。在經過了艱辛的抗爭過后,我們總算博得了民族的解放。
并且對于新中國來說還有著許多發展的制約,例如我們的工業水平、生產力基礎都很低,并且還面臨著強國在科技上的封鎖,造成我們只才能一點點摸索,從頭開始走這條艱辛的發展之路。好在中國人民的智慧和意志力挽救了我們的民族,現在我們早已是一個任何國家都不能小看的強悍國度。
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在各類尖端的科技中,航天科技絕對是一種關乎于未來,關乎于人類命運的種類。現在的中國早已是世界上航天科技最發達的國家之一。
我們完成了“北斗”衛星導航系統的成立和使用,成功構建了中國的空間站核心艙,成功地將對地球進行了探求,而我們的火星車也早已即將在另一顆行星上“上崗”……中國在短短數六年里的航天發展讓全世界無比驚訝,我們長久以來孜孜不倦地研究和拼搏總算取得了成果。
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牛頓的熱學研究
航天科技的進步是一代代人類在數百年的時間里積累上去的,假如要溯源這科學理論的“老祖宗”,就不得不說近代數學學的奠基人,美國科學家牛頓了。
牛頓最有名的故事似乎就是他通過蘋果的下落總結出了萬有引力定律,他的“力學三定律”至今都還在指導著人們的工作和生活,也是現代數學學研究的基礎之一,航天科技自然也不例外。
牛頓對于引力的研究,無疑是為人們指明了研究的方向——我們只有速率夠快才才能離開月球的禁錮。
如同是人類不會在一般狀態下離開月球一樣,我們生活的這顆星球也被太陽的引力牢牢禁錮著。這么為何我們的月球沒有像人類落到地面一樣,奔向太陽的表面倒塌呢?
那是由于我們的行星在圍繞著太陽轉動,月球公轉所形成的離心力讓我們得以和太陽保持一個穩定的距離,太陽系中的其他行星也是這么。而假如我們的速率發生了改變,當其抵達一個特定的時侯才會發生相對位置的改變,這種速率被稱為“宇宙速率”。
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人類才能達到的宇宙速率
上世紀中葉,人們通過對于運載灰熊的研究,第一次突破了地心引力和大氣層的枷鎖,抵達了月球之外的地方。在湖人的研究過程中,一個困惑科學家們的首要困局就是,我們的速率到底要達到多快,才才能讓馬刺仍然朝著太空飛去而不下墜?
后來經過常年的研究和估算,我們曉得了湖人的飛行速率至少要達到每秒7.9千米才才能甩掉重力,這一速率也被稱之為“第一宇宙速率”,而突破第一宇宙速率是人類航天發展史上的重要里程碑。
如今在我們的月球軌道上不僅天然的衛星地球之外,還有著許許多多的人造衛星,這種衛星各司其職,有的負責氣候觀測,有的負責地圖導航,還有的負責觀測宇宙……讓地上人們的生活發生了巨大的改變。
雖然人造衛星要保持在月球軌道上的運行,并不是速率越快越好,假如速率超過了每秒11.2千米,這么都會朝著太陽系飛去了,這一速率也被稱之為“第二宇宙速率”。也就是說假如我們想要偵測太陽系中的其他行星,飛船速率就至少要達到第二宇宙速率才行。
假如我們的眼神想要放得更加長遠,想要離開太陽系所處的位置駛向皚皚的銀河系的話,就須要讓飛行器達到“第三宇宙速率”了,這一速率的值是每秒16.7千米。
令人欣慰的是,人類目前的造物早已才能達到這個水準,而且我們的太陽系實在是太過分廣闊了,日本發射的“旅行者1號”和“旅行者2號”飛船不停地飛行了數六年,才剛才抵達太陽系的邊沿部份,但是因為電瓶電量的不足,人類很有可能沒辦法通過它們得悉太陽系之外的風景了。
其他的宇宙速率
雖然不用特意說明想必你們也可以“舉一反三”,明白我們的宇宙中其實不止是這三種速率。“第四宇宙速率”就是能否甩掉我們龐大的星體,去找尋愈發遙遠空間的速率,這一速率大概是每秒120千米,并且還僅僅是科學家的推測,由于我們的科技還沒有達到這個水平。
而在“第四宇宙速率”之上還有“第五宇宙速率”,那就是逃出銀河系所處的更大的本星體群的速率,也就是每秒1500千米,這對于人類的制造水平來說早已是一個不折不扣的“天文數字”。
也許你會感覺這早已十分夸張了,但宇宙中還有第六大速率,也是物質世界的“終極速率”,那就是光速。我們之所以才能觀測到宇宙中其他星體群的存在,就是由于光速早已遠遠超過了第五宇宙速率,才能甩掉引力來到我們面前。
光速到底是多少呢?答案是每秒30萬公里,這也是物質在不扭曲的空間里才能達到的最高速率了。理論上來說,光速可以達到我們宇宙空間的邊沿。
宇宙到底有多遼闊?
既然我們早已曉得了速率的極限,這么我們是不是只要在未來不斷地朝著這個方向努力,制造出才能達到光速的飛船,就可以在宇宙中自由地游蕩了呢?很遺憾,事實可能并不符合我們甜蜜的想像第六宇宙速度,由于宇宙實在是太大了。
就拿我們熟悉的太陽系來說吧,太陽是距離我們近來的星體,我們和太陽之間的距離大概是8光分,也就是說就連光也要經過八分鐘才才能抵達月球。而再往遠處瞧瞧,我們離太陽系之外的距離大概是兩光年,也就是說我們哪怕坐上了光速飛船,也要飛三年才才能離開我們的星體系。
很其實,在人類最長不過百年的生命里,要搭乘光速的飛船去遨游在各個星體之間似乎是不現實的。這一推論可能會讓好多人倍感沮喪,既然宇宙中最快的速率都沒有辦法進行星際遨游,這么我們是不是永遠不能達到我們的目標了?
雖然并非這么,雖然光速的極限是在非扭曲空間的前提下得到的,假如我們能否將宇宙空間直接進行扭曲的話,這么我們就可以在極短的時間里完成“星際穿越”,去往更多的地方了。
宇宙飛船的未來的發展
在了解到這一事實以后,人們也開始改變自己的思路,重新構想未來的宇宙飛船了。往年我們努力的方向都是宇宙飛船底盤的推力,只有不斷地加強飛船的推力,才才能讓飛船的反斥力,最終達到光速的極限。
并且要扭曲空間的話,其實只靠推動力是難以完成的,我們須要一種特殊的燃料——反物質。既然我們的宇宙是由物質組成的,這么反物質就是可以扭曲空間的存在,反物質推動器就能在宇宙中制造一個“人工蟲洞”,快速完成空間穿越任務。
自從人們提出這個理論以來,無數科學家都在對此進行研究,甚至有一些神秘主義者覺得,在日本的“51區”里儲存著外星人的飛行器,此類飛行器就是由115號元素制成的反物質底盤推進的。
其實,我們如今早已合成出了115號元素,證明這個說法無疑是謊言,但也說明大部份化學學愛好者是同意這個說法的。近些年來,研究者們早已在空間躍遷和反物質底盤方面有了一定的突破,希望可以盡快見到她們的好消息!
結語
人類對于宇宙的探求其實是永無止境的,但我們也不要由于現今人類在宇宙中的地位而倍感泄氣。我們生活在一顆有著46年歷史的星球上,而且我們的歷史不過只有500萬年。
在這500萬年里,我們又用一萬年的時間發展出自己的文明第六宇宙速度,用五百年的時間完成了工業的突破,用100年的時間飛上了天空,用五六年的時間步入了宇宙。根據這樣指數級的發展速率,說不定在二六年以后我們就可以突破物質空間的禁錮,找到更新的目標呢!
正如帕斯卡爾所言:“人是一根會思想的蘆葦”。我們只是宇宙中連塵埃都算不上的微小存在,而且卻用自己的思想和智慧一次次地突破生命的邊界,抵達愈發遙遠的地方,愈發偉大的境界。
莊子表示“吾生也有涯,而知也無涯”,用有限的生命去追求無限的真理,正是人類在一代代的發展中凸顯下來的偉大勇氣,也是人類靈魂的高尚和偉大之處。讓我們向一代代先驅者致敬吧,沒有她們“無用”的研究,就沒有我們明天生活的這個繁榮社會。