Di chuyển bằng tốc độ ánh sáng : Liệu có khả thi ?

Vật nhân tạo có tốc độ nhanh nhất

Đạn có thể đi được 2.600 dặm một giờ (mph), gấp hơn ba lần tốc độ âm thanh. Máy bay nhanh nhất là máy bay phản lực X3 của NASA , với tốc độ tối đa 7.000 dặm / giờ. Điều đó nghe có vẻ ấn tượng, nhưng nó vẫn chỉ là 0,001 phần trăm tốc độ ánh sáng.

Những vật thể do con người tạo ra nhanh nhất là tàu vũ trụ. Họ sử dụng tên lửa để phá vỡ lực hấp dẫn của Trái đất, có tốc độ 25.000 dặm/ giờ. Tàu vũ trụ đang di chuyển nhanh nhất là Tàu thăm dò Mặt trời Parker của NASA. 

Sau khi phóng từ Trái đất vào năm 2018, nó lướt qua bầu khí quyển thiêu đốt của Mặt trời và sử dụng lực hấp dẫn của Mặt trời để đạt vận tốc 330.000 dặm/ giờ. Tốc độ đó nhanh đến chóng mặt - nhưng chỉ bằng 0,05% tốc độ ánh sáng.

Việc đạt được chỉ 1% tốc độ ánh sáng cũng là một thử thách rất lớn

Điều gì đang ngăn cản loài người đạt tới 1% tốc độ ánh sáng? Nói một cách ngắn gọn, năng lượng. Bất kỳ vật thể nào đang chuyển động đều có năng lượng do chuyển động của nó. 

Các nhà vật lý gọi đây là động năng. Để đi nhanh hơn, bạn cần tăng động năng. Vấn đề là cần nhiều động năng để tăng tốc độ. Để làm cho một cái gì đó đi nhanh gấp đôi cần gấp bốn lần năng lượng. Tạo ra một thứ gì đó nhanh gấp ba lần đòi hỏi năng lượng gấp chín lần, v.v.

Ví dụ, để có được một thiếu niên nặng 110 pound đến 1% tốc độ ánh sáng sẽ tốn 200 nghìn tỷ Joules (một phép đo năng lượng). Đó gần bằng lượng năng lượng mà 2 triệu người ở Mỹ sử dụng trong một ngày.

Chúng ta có thể đi nhanh hơn nữa không?

Có thể đạt được thứ gì đó bằng 1% tốc độ ánh sáng, nhưng nó sẽ chỉ tiêu tốn một lượng năng lượng khổng lồ. Con người có thể làm cho một cái gì đó đi nhanh hơn nữa không?

Đúng! Nhưng các kỹ sư cần phải tìm ra những cách mới để làm cho mọi thứ di chuyển trong không gian. Tất cả các tên lửa, ngay cả những tên lửa mới kiểu dáng đẹp được SpaceX và Blue Origins sử dụng đều đốt cháy nhiên liệu tên lửa không khác nhiều so với xăng trong ô tô. Vấn đề là nhiên liệu đốt rất kém hiệu quả.

Các phương pháp khác để đẩy tàu vũ trụ liên quan đến việc sử dụng lực điện hoặc lực từ. Phản ứng tổng hợp hạt nhân, quá trình cung cấp năng lượng cho Mặt trời, cũng hiệu quả hơn nhiều so với nhiên liệu hóa học.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu nhiều cách khác để đi nhanh - thậm chí là các ổ đĩa dọc , cách di chuyển nhanh hơn ánh sáng được phổ biến bởi Star Trek .

Một lời hứa hẹn rằng để đưa một thứ gì đó di chuyển rất nhanh là sử dụng một cánh buồm mặt trời. Đây là những tấm nhựa mỏng, lớn được gắn vào tàu vũ trụ và được thiết kế để ánh sáng mặt trời có thể đẩy vào chúng, giống như gió trong cánh buồm bình thường. 

Một số tàu vũ trụ đã sử dụng cánh buồm mặt trời để chứng tỏ rằng chúng hoạt động, và các nhà khoa học nghĩ rằng cánh buồm mặt trời có thể đẩy tàu vũ trụ tới 10% tốc độ ánh sáng .

Một ngày nào đó, khi loài người không bị giới hạn trong một phần nhỏ tốc độ ánh sáng, chúng ta có thể du hành tới các vì sao.

Theo Tạp chí Điện tử