經(jīng)過對宇宙近百年的觀察研究，一組組數(shù)據(jù)、一張張照片、一次次嘗試，無不向人類展示了宇宙的浩淼無邊以及波瀾壯闊。
然而，這廣闊寂寥的宇宙背后，其實(shí)隱藏著一個(gè)對于人類來說極為致命的屬性——距離。宇宙龐大的距離尺度像一個(gè)籠子一樣，將人類死死地困在有限的空間中。
而這種情況對整個(gè)人類文明來說是一種災(zāi)難，因?yàn)橐坏┑厍蛏踔琳麄€(gè)太陽系的資源被人類使用殆盡，那么人類最后將只有“毀滅”或者“文明退化”這兩條路可以走。
科學(xué)家們顯然也看到了這個(gè)讓人害怕的問題，所以早在19世紀(jì)起就一直在研究光速的問題，畢竟光的速度非常快，人類如果想要沖出牢籠它將會(huì)是非常關(guān)鍵的因素。
讓人遺憾的是，經(jīng)過長時(shí)間的研究愛因斯坦提出了相對論，明確指出了物體達(dá)到光速的不可能性和不可行性。
不過，雖然愛因斯坦在相對論中闡述了物體無法達(dá)到光速的原因，但是仍然有許多人心中有一個(gè)疑惑：宇宙是真空的，那么為什么飛船在這個(gè)沒有空氣摩擦力的環(huán)境中不能無限加速呢？為什么連20%的光速都無法達(dá)到呢？
在回答這個(gè)問題之前可以先來看下，如果人類的飛行器速度達(dá)到了光速的20%意味著什么。我們都知道，火星距離地球約0.55~4億千米，一旦人類飛行器達(dá)到了20%光速，那么就意味著人類從地球到火星只需要不到半個(gè)小時(shí)的時(shí)間。
而目前人類所制造出來的速度最快的飛行器是太陽探測器“帕克”，它的平均速度一般在68.6km/s，而最快速度能夠達(dá)到192km/s。所以飛行器達(dá)到20%光速就意味著它將是“帕克”速度的300多倍。
同時(shí)，一旦飛船速度達(dá)到20%的光速，就意味著它已經(jīng)遠(yuǎn)超“常規(guī)推進(jìn)方式宇宙飛船速度”的上限，因?yàn)榘凑湛茖W(xué)家的計(jì)算，常規(guī)推進(jìn)式飛船的速度上限是1.5%光速，也就是4500km/s。
更主要的是，若飛船的速度達(dá)到20%光速，就意味著它的速度將會(huì)是采用核聚變作為動(dòng)力源飛船速度的2倍還要多。而在可預(yù)見的未來，核聚變將會(huì)是人類能夠使用的最強(qiáng)動(dòng)力源。
看到這里可能有的朋友會(huì)問：如果未來發(fā)現(xiàn)了比核聚變更顛覆的動(dòng)力方式，例如暗能量、正反物質(zhì)湮滅等等，那么采用了這些動(dòng)力方式的飛行器能否達(dá)到20%光速呢？答案其實(shí)還是不能。
現(xiàn)代火箭在設(shè)計(jì)上一般都是極大可能地減少質(zhì)量，以便攜帶更多的飛行燃料。比如說SpaceX獵鷹9火箭之所以價(jià)格低廉，就是因?yàn)樗娜剂险及l(fā)射質(zhì)量比達(dá)到了驚人的96.6%。
但是，因?yàn)槟茉吹燃?jí)的限制，即便火箭設(shè)計(jì)上采用多級(jí)接力加速的方式，想要達(dá)到20%光速所需要的飛船質(zhì)量也是指數(shù)級(jí)增長的。
簡單的說，想要火箭攜帶更多的燃料就需要更輕的箭體，而想要火箭速度更快則需要更重的箭體。就目前來看，這是一個(gè)無解的死循環(huán)。
最后再來看看對飛行器最大的空間限制條件：真空。事實(shí)上，宇宙可能出乎許多人的意料，因?yàn)樗⒉皇墙^對意義上的真空，或者說它根本就不是真空。
在這個(gè)“真空”中有肉眼無法直接觀察的真空漲落、正反粒子湮滅，甚至還有許多背景輻射，可以說“真空”里不僅不是想象中的空曠寂寥，反而是“熱鬧非凡”的。
正因?yàn)檎婵罩胁⒉豢眨炊涑庵S多肉眼無法看到的物質(zhì)，所以當(dāng)飛船以20%光速高速運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，會(huì)和這其中的各種物質(zhì)發(fā)生劇烈的摩擦與碰撞。
而在這種速度下，一個(gè)只有在顯微鏡下才能看到的氫原子，都會(huì)對飛船造成難以想象的破壞。就像高速飛行的飛機(jī)撞到飛鳥一樣。
假如說飛船的速度達(dá)到了光速，那么不說飛船材料和飛船內(nèi)的人類能不能受得了，根據(jù)科學(xué)家的推算，當(dāng)達(dá)到光速之后飛船包括飛船內(nèi)的所有物體將會(huì)失去質(zhì)量，變成時(shí)間為零、質(zhì)量為零的光子狀態(tài)。更讓人害怕的是，光子化是不可逆的。
肯定有朋友會(huì)問：既然光速飛行如此可怕，那電影中的超光速飛行是怎么回事呢？其實(shí)電影中出現(xiàn)的超光速飛行大都也并不是飛船直接超越光速，而是飛船中有扭曲空間的裝置，通過壓縮飛船前面的空間、膨脹后面的空間達(dá)到超光速效果，科學(xué)家將這種方式稱為“曲速泡”。
在這種情況下，飛船確實(shí)得到了超光速的效果，但是這并非飛船自身硬生生的達(dá)到了光速，而是通過改變空間結(jié)構(gòu)，讓空間膨脹收縮以縮短飛行距離。簡單來說就是空間本身超光速運(yùn)動(dòng)了，而飛船本身并沒有超光速運(yùn)動(dòng)。
值得一提的是，空間自身超光速并未違背相對論，因?yàn)榭臻g自身在任何形態(tài)下都沒有質(zhì)量，并不在相對論的約束和討論范圍內(nèi)。
所以總的來說，就目前的科學(xué)認(rèn)知中，飛船在真空中并不能無限加速，不僅如此它甚至連20%光速都無法達(dá)到，真空中光速仍然是宇宙規(guī)則下物體最大的運(yùn)行速度。
