雷竞技RAYBET如果我用相同力量跑步一直加速下去是否总有一天能超过光速?
2023-05-04 20:09:52
雷竞技RAYBET有人提问:我用相同的力跑步,作匀加速直线运动,只要我坚持不懈,是否总有一天能超过光速?
在平直空间,近光速状态下时,根据狭义相对论,带入洛伦兹因子,得到加速度为:
我们假设题主行进方向的恒力,正好和地球的重力相当,那么a=g=9.8m/s^2
如果不考虑相对论效应,题主到达光速所需要的时间为:30591067.14s,也即354天,接近1年的时间。
当达到71%光速时,带入相对论效应下以上公式,得到时间为30842950.85s,也即357天,已经超过经典力学下的时间。
当达到90%光速时,用时63162649.07s,即2年零1天,考虑到闰年什么的,基本上就是两年整。
可得此时题主的动能,高达:7.56×10^18J,相当于18亿吨TNT,达到36颗沙皇的威力,如果题主不小心撞上一颗行星上,足以把这颗小行星撞得粉碎。
当达到99.9%光速时,用时21年零246天。题主的动能达到1.25×10^20 J,相当于300亿吨TNT,超过人类历史上的最高核储存当量。
当达到99.99%光速时,用时68.6年。由于钟慢效应的存在,题主也只是比出发的时候年长了一岁,但此时此刻,地球上的同龄人正在衰老并死去。
当达到99.999%光速时,用时217年。地球上的同龄人,已经死去了100多年。
当达到99.999999%光速,也即比光速小一亿分之一时,又是6859年。
当与光速相差仅仅1cm/s时,用时11.88万年,此时地球上是否还存在人类已经是未知数。题主的动能,已经高达7.15×10^23J,相当于1700万亿吨TNT,是6500万年前,撞击地球小行星能量的6~7倍。
当与光速相差仅仅1μm/s时,用时1188万年,也即1000万年出头,这个时间已经足够类人猿再次演化成新的人种了。
此时题主身上的能量高达7×10^25J,相当于太阳每秒核辐射的1/5.6.
当与光速相差仅仅10^-10m/s(10^-10m,也即0.1nm,相当于原子的平均大小)时。
地球上的时间已经过去了近12亿年,太阳的亮度已经增加了12%,地球上的平均温度升高30~40℃,赤道的最高温度超过100℃,两级冰川彻底融化。
在后来的时间里海水逐渐蒸发,虽然这是相对漫长的过程,但相对于题主的时间,仅仅只是一瞬间的事情。
当与光速相差仅仅10^-12m/s(10^-12m,氢原子大小)时,地球上的时间已经过去了近120亿年。
但相对于题主的时间,这是顷刻间的事情。相对于题主这边的刹那间,太阳就已经化作红巨星,吞没了地球。
但题主单纯回头观察地球时,他会觉得地球时间流速却是不变的,因为地球飞出的光也在追赶题主。
此时,题主身上的能量达到7×10^28J,相当于太阳辐射3分钟释放出来的总能量。
当与光速相差仅仅10^-15m/s(质子大小为1.7×10^15 m)时,银河系的时间已经过去了近3800亿年,曾经地球人看到的绝大多数恒星都已经死亡。
当与光速相差仅仅10^-20m/s(小于夸克大小)时,银河系的时间已经过去了近120万亿年。如果热寂理论成立,银河系和诸多的星系正在走向死亡。
此时,题主身上的动能高达7×10^32J,而地球这么大的行星,重力结合能也才2.45×10^32 J。如果题主撞击在类地行星上,足以把星球彻底且永久性地毁灭。
当与光速相差10^-22m/s,时间过去10^15年,恒星系统也变得不稳定了,在引力扰动下,无数行星开始脱轨。
当与光速相差10^-24m/s,时间过去了10^16年,恒星和恒星留下来的矮星、中子星等残骸,也开始脱离轨道。一些小质量恒星也在蒸发,只有大质量黑洞依旧稳如泰山。
当与光速相差10^-30m/s,过去10^19年,题主的动能相当于太阳5000年的能量。
当与光速相差10^-43m/s,过去10^25年,题主的动能相当于太阳100亿年的能量。
根据广义相对论Birkhoff定理,在球对称的引力场中,速度才不会提供引力场。
所以,在题主能量开始接近太阳能量后,根据公式 R=2MG/c2 ,他的史瓦西半径达到3公里,远远超过身高尺度。
当与光速相差10^-50m/s,过去10^29年,题主的动能已相当于太阳那么大的正反物质湮灭的能量。
当与光速相差10^-64m/s,过去10^36年,宇宙中的质子正在大量衰变,转变成伽马射线和轻子。此时题主身上可能出现的变化,已经超出了我们所知的物理定律。
当与光速相差10^-72m/s,过去了10^40年,宇宙中的所有质子都已经完成衰变,还剩下超大质量黑洞,正在通过霍金辐射不断蒸发。
而题主的动能,也已经高到银河系湮灭的总能量。题主已经越来越接近宇宙奇点的状态。
当与光速相差10^-114m/s,过去了10^61年,题主释放的能量已经相当于,可观测宇宙的所有质量湮灭释放的总能量。
也就是,题主可能已经相当于奇点的状态,如果他发生大爆炸,极有可能会形成一个新的宇宙。
当与光速相差10^-192m/s,过去了10^100年,宇宙中除了光子、轻子,以及少量的黑洞,已经别无他物。
当与光速相差10^-292m/s,过去了10^150年,所有黑洞都已经蒸发完成,仅仅只剩下光子和轻子。
当与光速相差10^-2000m/s,过去了10^1000年,宇宙完成热寂,处于一片没有任何能量起伏的死亡状态。也有观点认为,宇宙最终会全部变成铁。
此时题主的能量已经远远超过人类对真实宇宙总质能预估的上限(10^23倍于可观测宇宙大小)。