宇宙是真空，飞船为何不能无限加速，甚至20%光速都无法达到？

经过对宇宙近百年的观察与研究，成组的数据、照片、尝试，无不向人类展示了宇宙的浩瀚与壮丽。

然而，在这浩瀚孤独的宇宙背后，其实有着对人类极为致命的属性——距离。宇宙巨大的距离尺度就像一个牢笼，将人类困在有限的空间里。

这种情况对于整个人类文明来说都是一场灾难，因为一旦地球乃至整个太阳系的资源都被人类耗尽，那么人类将只有两个选择：“毁灭”或者“文明退化”“走。

科学家们显然已经看到了这个可怕的问题，所以他们从19世纪就开始研究光速的问题。毕竟光速很快，人类想要冲破元素的牢笼，将是非常关键的。

可惜的是，爱因斯坦经过长时间的研究，提出了相对论，明确指出了物体达到光速的不可能、不可行。

不过，虽然爱因斯坦在相对论中解释了物体无法达到光速的原因，但很多人心里还是有一个疑问：宇宙是真空的，为什么飞船不能无限加速在这种没有空气摩擦的环境中？？为什么连20%的光速都达不到？

在回答这个问题之前，我们先来看看如果人类飞行器的速度达到光速的20%意味着什么。我们都知道火星离地球大约有0.55到4亿公里。一旦人类飞船达到20%的光速，就意味着人类从地球到火星只需要不到半小时的时间。

太阳探测器“帕克”号是目前人类制造的飞行速度最快的飞行器。其平均速度一般为68.6km/s，最快可达192km/s。所以达到20%光速的车辆意味着它会比帕克快300多倍。

同时，一旦飞船的速度达到光速的20%，就意味着它已经远远超过了“常规推进飞船速度”的上限，因为根据科学家的计算，常规推进航天器的速度上限为光速的1.5%。那是4500公里/秒。

更重要的是，如果飞船的速度达到光速的20%，意味着它的速度将是以核聚变为动力源的飞船速度的两倍以上。在可预见的未来，核聚变将是人类可以使用的最强大的能源。

看到这里，可能有朋友会问：如果未来发现比核聚变更颠覆性的动力方式，比如暗能量、正反物质湮灭等，使用这些动力方式的飞行器能不能达到20%那么光速呢？答案仍然是否定的。

现代火箭在设计上一般都会尽可能地降低质量，以便携带更多的飞行燃料。比如SpaceX猎鹰9号火箭之所以便宜，是因为它的燃料发射质量比达到了惊人的96.6%。但是，由于能级的限制，即使火箭设计成采用多级中继加速方式，达到20%光速所需的航天器质量也会成倍增加。

简单来说，想要火箭携带更多的燃料，就需要更轻的机身，想要火箭飞得更快，就需要更重的机身。目前，这是一个无法解决的死循环。

最后，我们再来看看飞行器最大的空间限制：真空。事实上，宇宙可能让许多人感到惊讶，因为它不是绝对真空，或者根本不是真空。

在这个“真空”中，存在着肉眼无法直接观察到的真空涨落，正负粒子的湮灭，甚至还有许多本底辐射。可以说，“真空”并不只是想象中的空旷、寂寞，而是“非常热闹”的。当飞船以20%光速的高速运动时，会和里面的各种物质发生剧烈的摩擦和碰撞。

而在这个速度下，一个只能在显微镜下才能看到的氢原子会导致对飞船造成难以想象的伤害。就像高速飞行的飞机撞到鸟一样。

如果飞船的速度达到光速，更不用说飞船的材料和飞船里的人类是否承受得起，根据科学家的计算，当达到光速时，飞船，包括飞船内的所有物体，都会失去质量，变成时间为零、质量为零的光子态，更可怕的是，光子化是不可逆的。

有小伙伴肯定会问：既然光速飞行这么恐怖，那电影里的超光速飞行是怎么回事呢？事实上，电影中出现的超光速飞行，大多不是飞船直接超越光速，而是飞船内部有一个空间扭曲装置。通过压缩飞船前方的空间，扩大飞船后方的空间，达到超光的效果。科学家们称这种方法为“WarpBubble”。

在这种情况下，飞船确实获得了超光速的效果，但这并不是飞船本身硬生生达到了光速，而是通过改变空间结构，让空间膨胀收缩来缩短飞行距离。简单来说，就是空间本身的运动速度超过了光速，但是飞船本身的运动速度并没有超过光速。

值得一提的是，空间本身的超光速并不违反相对论，因为空间本身没有任何形式的质量，不在相对论的约束和讨论范围之内。

所以一般来说，按照现在的科学认知，飞船在真空中是不可能无限加速的，不仅如此，连20%的光速都达不到，而真空中的光速是仍然是宇宙规则下物体运动的最大速度。