物体的速度可能超光速吗？
超越时空
之前一连写了5篇文章，漫谈了暗物质、暗能量与反物质——虽然人类还看不见摸不着，却占了超过95%的整个宇宙，甚至是主宰宇宙命运的“东西”。文章刊发之后，收到了不少读者的热烈反馈。其中有个读者询问，在《漫谈暗能量与反物质(上)》的文章中提及：“那些可观测的星系，正以光速一般(甚至更快)的速度远离我们……”不是说宇宙中最快的速度是光速，那星系远离我们的速度怎么可能超光速呢？
这真是一个好问题!
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其实这里提及的速度，是指宇宙的膨胀速度，其退行的速度超光速并不违反相对论，因为这只是空间本身的运动，并没有能量或信息的传递。
在此正好顺着这个话题，聊一下可能是科幻迷最关心的问题之一：How to travel faster than light，即物体的速度有没有可能超光速？
什么是光速呢？
光速是指光在真空中的速率，是一个物理常数，简写“c”，精确值为299,792,458米/秒，平时常用30万公里/秒。
众所周知，在相对论中，爱因斯坦提出了“光速是宇宙中的速度极限”的猜想。这一猜想虽然在理论和实践上还有待进一步探讨，不过就目前所掌握的知识来分析，这一猜想是正确的。更为严谨的解释应该是：光速是宇宙中所有的物质运动、信息传播的速度上限，也是所有无质量粒子及对应的场波动在真空中运行的速度。
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根据质量和能量的守恒，粒子的质量转变为能量，以爱因斯坦提出的最著名的质能转化(或等价)公式：E=mc2(E = mc2，E代表Energy，即能量；m代表Mass，即质量；c就是光速)。当物体达到25%光速时，物体的质量将随着速度的增加而增大；当物体的速度接近光速时，它的质量将趋于无穷大。
根据这一公式，有质量的物体到达光速是不可能的，而光子没有引力质量，也就是质量为“0”，即光子的整个质量已彻底变为能量，所以光子的能量达到了极限，那么光子的速度也达到了极限，这就是光速极限的道理。而电磁波在真空中的速度，与光速也是相同的。
不过，如果光速极限的理论是正确的话，那么人类将永远无法建造一艘达到光速的飞船，超光速旅行则更是不可能的。这使得科幻作品之中的时间机器以及通过时间机器改变历史的“桥段”都无法实现了，科幻迷们能甘心吗？
举例来说。距离我们太阳最近的一颗恒星称为比邻星，位于半人马座，距离太阳近40万亿公里，约4.22 光年，即使乘坐一艘高达99%光速的飞船(几乎不可能建造这样的飞船)，往返地球也需要8年半，可想而知，宇宙之大，虽说是“比邻”，其实也远在天涯。
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如果在临近的星系中存在外星文明，如传说中的小灰人来自于Zeta双星座，距离地球39光年；再比如地球的上古文明中提到的猎户座外星文明，往返地球则需要3000光年。也就是说，这对于所有不以永生状态存在且有生老病死的生物体来说，太空旅行如果只是为了寻找外星文明，似乎都是没有意义的。
现在，让我们来梳理一下现实中的太空旅行吧。
1969年，阿波罗10号月球飞船返回地球时，加速到了每秒11公里，这是有史以来载人飞船的最高速度，使得其中三名宇航员成了史上最快的人。不过，依照这个速度去拜访小灰人的家乡，需要156万年!
2018年，为了研究太阳风而发射的帕克太阳探测器，最高速度达到了每秒95公里，这是人类迄今为止建造的速度最快的飞行器。但是，即使这个速度也只到了光速的0.03%(万分之三)。
问题是，如果是使用火箭燃料的飞行器，想要飞得越快就要添加更多的燃料。假设一艘重10吨的飞船，随着不断增加的速度，根据质能转化公式，若要将飞船加速到光速，需要的能量将是无穷大!即使把整个宇宙的全部能量用来给这艘飞船加速，使其达到光速，也是不可能完成的任务!
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那怎么办呢？
既然普通火箭使用化学燃料存在推进上限，科学家首先想到的是寻找更有效率的燃料来提高飞船速度，
在很多科幻电影中，一些炫酷的太空船尾发动机喷出的一团幽蓝色的光，是使用了离子推进器。
离子推进器(Ion Thruster，又称离子发动机)的原理，是先将气体电离，然后用电场力将带电的离子加速后喷出，以其反作用力来推动火箭。这是目前已实际应用的火箭技术中，最为经济的一种，因为只要调整电场强度就可以调整推力，由于比冲(Specific impulse)远大于现有的其他推进技术，因此只需要少量的推进剂，就可以达到很高的最终速度，而不需要携带太多燃料。
不过，离子推进器的缺点是，它不能像化学燃料那样，在瞬间爆发出巨大的推力，即使在太空中也需要很长的时间进行加速。离子推进器即使应用在真空的环境中，也需要经过几个月、甚至几年的时间的持续推进后，才会获得比化学燃料推进快很多的速度。因此，这使得离子推进器特别适合远距离航行中的太空飞船。
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前几年，欧洲宇航局(ESA)的科学家试验了一种新型的“吸气式电推进器”——利用电场和磁场来电离气体(通常为氙气)，然后将这些粒子喷射出来，以产生推力。它能够在稀薄的空气中运行，有望让卫星在天空中运行更长久以及减少阻力。装填了占飞船质量90%的燃料，最终使飞船达到每秒700公里的速度，相当于光速的0.23%，与之前相比，虽进一步接近了光速，但离开光速还是差得很远很远。
这说明了，一定得有一种理论及技术，可以绕开光速极限，以达到超远距离旅行的目的。目前是否有这样一种手段，来绕开这一光速极限的规则，以达到超光速的目的呢？是否还有其他方法呢？
下文再接着谈吧。(上)
(作者系加拿大某国际财团风险管理资深顾问，科幻作家), http://www.100md.com(陈思进)