按照牛顿经典力学，到达光速需要多少能量？

光速，是宇宙中已知的最快速度，在正常情况下，没有任何物体的速度可以超越光速。

在宇宙的物理法则中，只要存在质量的物体，都无法到达光速，即使是一个微小的粒子，科学家也只能将其加速到99.999%光速，继续为这颗粒子加速，也只是出现更多的“9”，永远不会到达光速。而一些没有质量的粒子，光速就是其本身的特性。

光速无法超越的主要原因，是因为爱因斯坦在能量和质量中间划上了等号，随着物体速度的增加，物体的能量也会增加，进而导致质量增加，加速会变得越来越困难，让一个有质量的物体到达光速，需要花费“无穷大”的能量，也就是不可能！

牛顿可以让物体到达光速，但需要多少能量？

《相对论》创造了一个不可逾越的“光障”，但牛顿经典力学并没有这种限制，想要到达光速，只需要利用动能公式E=1/2mv^2，就可以轻松得到需要的能量。牛顿的物理理论，确实可以让物体到达光速，但所需的能量也是巨大的。

假设一个100吨的火箭，离开地球开始在太空中加速，目标就是光速，那么按照牛顿经典力学，我们只需要将火箭质量和速度代入公式，就可以得到需要的能量——E=1/2(100000)(3*10^8)^2=4.5*10^12J。

4.5*10^12焦耳，这是一个什么概念呢？目前人类的兆瓦级发电站的发电功率大约是5*10^8瓦特，产生光速所需的能量，需要9*10^12秒，也就是285000年。

即使按照牛顿经典力学，不考虑任何其他作用力的情况下，人类也需要付出巨大的代价才能到达光速，但这依旧是可行的。

目前世界上大约有10万座发电站，假设这些发电站都是兆瓦级，全部用来给火箭加速，也需要将近30年时间才能完成加速，这也意味着全球都将终止供电30年。更重要的是，目前火箭并没有足够的容量承载能源，发射也主要依靠化石燃料，到达光速的50%都是天方夜谭。

虽然牛顿经典力学可以计算出具体需要的能量，但爱因斯坦却不这么认为，如果考虑《相对论》，加速到光速需要多少能量？

爱因斯坦的《相对论》，你能突破“光障”吗？

在相对论中，爱因斯坦按照三维空间加一维时间的四维时空去考虑问题，当物体的速度接近光速，物体具有的能量会转变为质量，并且影响物体的相对时间。

简单来说，只要是带有质量的物体，速度越快，质量越大，相对的时间流逝越慢。如果物体到达光速，那么质量就会变为无穷大、时间也会趋于静止——假设我们用光速横穿10万光年的银河系，对于我们自身来说，这趟旅行几乎没有花费时间，但是对于地球来说，已经过了10万年。

爱因斯坦的理论告诉我们，只要存在质量，就不可能到达光速，只会无限趋近光速！除非真的找到无穷大的能源供给。

根据爱因斯坦的光速公式，随着物体接近光速，物体的质量会呈现指数上升，时间的流逝也会出现指数下降。

一艘火箭，如果到达50%光速，质量会提升15%；到达86%光速，质量提升100%；到达99%光速，质量提升700%；到达99.999%光速，质量猛增22400%。越接近光速，物体质量的增长越快，理论上消耗整个宇宙的能量，都无法让存在质量的物体到达光速。

相对论要比经典力学超前一些，如果利用相对论计算能量，让100吨的火箭加速到99.999%光速，需要兆瓦级发电站工作1.28亿年，即使世界上所有的发电站共同工作，也需要数代人的等候。

光速真的不可逾越吗？

多年以来，科学家一直在寻找到达光速甚至超越光速的方法，当时在实验室中加速的粒子，永远只能无限接近光速，但是科学家找到了“作弊”的方法，可以让粒子短暂超越光速。

光速在真空环境中，才能发挥最快的速度，进入到介质中，就会发生瞬间减速，但部分粒子以超高速进入介质时，并不会出现瞬间减速，利用特殊的介质，科学家可以让粒子的速度短时间超过被减慢的光速。

虽然这是科学界的一大突破，但这类科学实验依旧很难帮助人类在宇宙中高速移动。人类想要到达、甚至超越光速，需要利用空间的力量。

爱因斯坦的理论虽然认为光速无法超越，但是三维空间的理论，却让人类有了超越空间的可能性——虫洞理论。按照三维空间理论，宇宙是可以发生弯折扭曲的，如果我们可以利用重力将宇宙弯折，就可以让两个地点无限接近，从更高的维度直接到达目的地。

相比直接超越光速，虫洞理论更加可行，并且不会打破时间规则，毕竟光速旅行会改变相对时间，当我们完成星际探测，地球或许已经灭绝。虫洞理论不会影响时间，而且旅行速度甚至可以超越光速，毕竟可以“抄近路”。

总结：

按照牛顿经典力学，光速是可以到达的普通速度，或许只需要数百年时间，人类就可以积攒足够的能量进行光速旅行；但相对论创造出了“光障”，存在质量的物体不可能到达光速，该理论也在粒子加速实验室中得到了证实。

虽然相对论关上了光速旅行的大门，但也开启了超光速旅行的窗户，虫洞理论上存在，但是目前还没有找到任何人造或天然的虫洞。虫洞需要巨大的引力弯折空间才能形成，黑洞作为人类物理学的极限天体，或许需要完全理解黑洞，人类才能创造出虫洞。