09.15 用光线将物体加速到接近光速,离“光学火箭”的成功还有多远?

趣味探索讯 8年前,日本向太空发射了一艘带有巨型帆的飞船,名为“伊卡洛斯”。3个月后伊卡洛斯飞船在没有燃料的情况下,依靠着光线的推力将其加速到100米每秒的速度。虽说太空中100米/秒是一种微不足道的速度,但它却验证了全世界人很难相信的现实:

光线具有推力。随后众多科学家认为,未来光动力飞船将得到比传统化学燃料更高的飞行速度。


用光线将物体加速到接近光速,离“光学火箭”的成功还有多远?


果不其然,最近内布拉斯加大学林肯分校的研究团队进行了一项关于光线推力的实验,成功地使用强激光脉冲将等离子电子立即加速到接近光速的速度。领导该研究实验的物理学教授唐纳德·乌姆斯塔特表示,实验中激光可以产生巨大的压力,能把准备好的等离子电子加速到接近光速的速度,电子所承受的压力几乎是太空中宇航员所承受电子冲击力的数万亿倍。想一想接近光速的电子打在人身上,这将会是一种什么样的感觉呢?后果真有点不敢去想象。


用光线将物体加速到接近光速,离“光学火箭”的成功还有多远?


假如将强激光的范围扩大1亿倍,或许就能将一艘人类飞船硬生生地推到接近光速的速度。这只是我个人的胡思乱想,然而,没想到研究人员竟也有同样的想法。既然光能给电子一个强大推力,那么为什么就不能给火箭和太空船带来巨大推力呢?因此“光学火箭”的想法就此产生了。“光学火箭”将成为人类用光推力变成火箭推力的最好例子。


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不过我们日常生活中的可见光在反射、散射、或被吸收时都只能产生极其微弱的推力,比如上述所说的日本伊卡洛斯飞船所受光线的推力,3个月才将其速度加速到100米/秒,若要加速到数十公里每秒的速度或许要等待数千年。我相信这个世界上没有谁容忍会用几十代人的时间来等待飞船的这一个漫长的加速过程。显然用普通可见光来加速飞船的方法肯定不可取。


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不过研究人员可以使用超激光,因为超强光线立马会产生另一种更强的推力。超强光线的这种独特功能可以给拥有紧凑型电子的火箭一个很大的推力,甚至有可能将光字火箭加速到接近光速的速度。最后总结:随着人类科技的不断发展,光速可能对于未来人类而言并不是一件非常奇怪的事,就像我们现在看到飞机和火箭一样。更有趣科学探索内容请关注唯一的微信公众号:有趣探索


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