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在人能承受的加速度下从静止加速到光速要多久?

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不考虑相对论的情况下,在经典力学中,人以1G的加速度从零加速到光速,需要差不多1年的时间;以1.4G的加速度需要253天,这是人能长时间承受的加速度极限了。


人类能承受的加速度是有极限的,如果加速度过高会引起身体的不适,甚至晕厥和死亡,下面几个数据:

1、地球重力加速度为G=9.8 m/s^2;

2、F1赛车的百公里加速时间大约为2秒,换算成加速度为1.42G;

3、大型的过山车,在最低点时瞬时加速度接近1.5G,当然你不可能长时间处在这样的加速度环境下;


4、舰载机在航母上降落时,瞬间加速度可达4G,这已经能让普通人在超重瞬间失去判断力,甚至晕厥;

5、战斗机弹射逃生时,瞬间加速度可达15G;

6、小车以100Km/h的速度,直面撞击岩石,瞬间加速度可达30G;


光速c=299792458米/秒,也就是大约每秒30万公里,在不考虑光速限制的情况下,我们以1G的加速,从零加速到光速需要:

t=c/G=299792458/9.8

=3.1*10^7秒

≈354天;

也就是说在太空中,我们制造了一架飞船,飞船保持9.8m/s^2的加速度向前飞行,那么在飞船内能产生1G的“人造重力”,然后飞船加速到光速需要354天。


如果我们提高飞船的加速度,飞船内的人会承受更大的惯性力,心脏负担变重,从而引起不适;比如提高到1.4G,那么加速到光速需要253天,这已经是人体能长时间承受的极限了。

考虑相对论效应的话,有静止质量的物体运动速度是无法达到光速的,如果飞船要保持1G的加速度,由于质增效应,飞船质量会越来越大,飞船保持加速度所需的动力也会越来越高,在速度接近光速时动力接近无穷大,这在实际当中是不可能的。


除非有新的物理理论,能让飞船不通过加速过程,就能获得很高的速度,比如理论上的曲速飞行,就是改变飞船周围的空间曲率,让空间“推”着飞船前进,从而不存在加速过程,目前曲速飞行只是一个科幻设想而已。

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