大家都来讨论下,这个世界上到底什么跑得最快?
这是很多人常常提及的话题,过去也曾从不同侧面扯过这类问题,这次就再全面扯一遍。
咱中国早就有跑得最快的人了,而且超过光速N倍,你信吗?
不信?那我告诉你,就是曹操,有句话就叫“说到曹操,曹操就到”,如果这个曹操现在在美国,而你在北京,一说到他,他就到了,这个速度有多快?
美国到中国约两万公里,光速需要15分之一秒,这似乎还看不出他的速度是不是超光速;但如果曹操在海王星上考察,这边一叫,他就到了,那就超过光速很多倍了。海王星到地球约30亿千米,光要运行10000秒钟,而曹操一叫就到了,即便花了1秒钟,也比光速快1万倍。
其实这只是个典故,说的是汉献帝被叛军追剿危急时刻,有人推荐曹操可以救驾,不料信使尚未派出,汉献帝已经被围,就在走投无路之际,曹操兵马突然降临,解救了汉献帝。还有一种说法是有人向汉献帝推荐曹操可作为保驾护航之人,汉献帝正准备传曹操过来见驾,他好像未卜先知就来了。
这个典故后来被形容来得巧来得快,出其不意,给人惊喜的意思。问题是中国这样的成语或典故很多,网络上不少人就把它当做自然科学对待,甚至用来藐视当今科学,理由是现代科学发现和创造,古人早就知道了,这些科学家们只不过是把古人的预言证实一下而已。
这种思维时空通讯实在不敢恭维,是对科学的亵渎。在这里就不展开来说,大家自己去看去想吧。因此,前面说曹操最快只是开个玩笑,为了归谬一些谬论而已。
下面就来说说世界上啥东西跑得最快的问题。如果真正从科学角度要弄清什么最快,首先必须定义什么叫“跑”?
是两条腿跑才算跑,还是四条腿跑也算跑?是在陆地上开车也算跑,还是在天上飞也算跑?是大自然中任何物质运动都算跑,还是非物质运动也算跑?只要最快就行?今天在这里就索性都点到一下。
首先我们来说说地上跑的。
人是两条腿动物的代表,除了人,用两条腿走路的极少。有的动物虽然会站起来偶尔活动一下,真正的跑路还是四肢并用,如猩猩猴子熊罴等。只有一些不会飞的禽类不得不用两条腿走路,但大多数走得并不快
人类跑得有多快呢?目前男子100米短跑世界纪录保持者是牙买加运动员博尔特,他于2009年8月16日在柏林田径世界锦标赛上,创造了9.58秒的记录,保持至今。这种速度只是一鼓作气的速度,是不能持久的。如果一直保持这个速度跑1个小时,时速可达38公里,但估计这个人也就没活路了。
实际上,如果一直跑,强体力的人1小时只可跑20公里左右。马拉松全程距离为26英里385码,相当42.195公里。目前的世界纪录保持者为肯尼亚选手埃鲁德·基普乔格,他在2019年10月12日维也纳普拉特公园赛事中创下了119分40秒的记录。这个成绩达到时速21.156公里。
把包括人类两条腿跑的动物都算上,跑得最快的大概是鸵鸟。鸵鸟最快时速可达96公里,远远超过人类的奔跑速度。
如果把四条腿的算上,猎豹要算陆地上跑得最快的动物了,每小时可达110公里;如果把水里游的也算上,旗鱼恐怕是游速最快的鱼类了,时速可达120公里。
现在我们来说说天上飞的。
我们常说雄鹰展翅,表示一个人志向高远,其实鹰科动物飞得并不快,时速只能达到80公里。世界上飞得最快的几种鸟为:
1、距翅雁。这是一种鸭科飞禽,大的可长到10公斤,脖子粗短,白天休息,晚上出来捕食,飞行时速最快可达142公里/小时。
2、尖尾雨燕。这种鸟有一对燕子典型的剪刀尾,羽毛较短,平时飞行速度在170公里/小时,捕捉食物冲刺时速度可达352公里/小时,而且耐力大,一天可飞行800公里。
3、军舰鸟。主要活动在海滨海岛上的一种鸟类,嘴巴又尖又长,有一个大红色大喉囊贮存捕到的食物,翼展可达3米,飞行快如闪电,捕食急速冲向目标时速可达418公里。
4、游隼。游隼虽然也有猎鹰之称,但与隼同目不同科,它们同为隼形目,但鹰为鹰科,隼为隼科,因此不能混为一谈。游隼为迄今发现世界上飞行速度最快的鸟类,这种鸟不大,体长一般在40厘米左右,体重约0.65公斤左右,和一只鸽子大小差不多。这种鸟在世界各地都有,主要栖息在丘陵、草原、海岸等处,平时飞行速度并不是太快,时速约50~100公里,但高空俯冲抓猎物时时速可达460公里,没有猎物可以跑掉。
这些自然界动物的速度其实早就被人造物体所打破。
地上跑得最快的量产汽车不是赛车,而是布加迪CHIRON SUPER SPORT ,2019年创造了304英里的时速,约合486公里/小时。
高铁时速一般在300~400公里之间,但最快的高铁世界记录为法国创造,达到574.8公里/小时速度;现在中国制造的南车CIT500型高铁,实验速度高达了605公里/小时。但这种高铁还没有实现运营。
磁悬浮是目前世界上陆地运营最快的运输工具,2003年日本MLX01磁悬浮列车载人速度达到581公里/小时,得到吉尼斯纪录认证,是目前世界纪录保持者;中国2018年6月首列商用磁浮2.0版列车下线,时速160公里/小时;2019年5月23日10时50分,中国时速600公里高速磁浮试验样车在青岛下线,但目前尚没有正式投入运营。
目前陆地上跑得最快的汽车是英国皇家飞行员安迪·格林驾驶的一款超音速汽车,这辆被命名为“刺-SSC”的“玩具车”,是英国一个赛车公司研制出来的,装配了两台“幻影式”战斗机同类的“罗尔斯-罗伊斯”喷气发动机,可以产生106000马力,相当141辆一级方程式赛车马力总和,外形就像一架没有翅膀的战斗机。这辆“玩具车”在1997年10月13日晚先后行驶了两次,创下了分别1229.55和1223.06公里的时速,超过了音速。
之所以说这种车为“玩具车”,是因为这就是人类为了“玩一下”而设计的,既没有投入赛事,更没有投入运营。花了天价,就是为了得出一个陆地上“超音速”能不能做到的结果。严格的说,这当然不能归结为“玩”,人类正是从这种不断对未知事物“玩”的穷究中,才走到今天的。
不会又有人说,这种想法古代早就有了,他们只不过是验证了古代的想法而已吧?
那么人造物体在水中的表现如何呢?
水中的速度是无法与陆地比拟的,较快的潜艇航速在44海里左右,约81公里/小时;较快军舰速度一般在40海里/小时左右,2014年中国制造出一艘型号为CB1800H的铝合金高速艇,最快速度达到62节,时速114.8公里,被视为世界上最快的船。
实际上在水中还有更快的船,这就是赛艇。如F1赛艇,水中直道行驶速度可超过200公里,最高时速曾创造过250公里的记录。
还有鱼雷在短程攻击中,时速可达300公里。俄罗斯暴风雪鱼雷长8米左右,有效射程12公里,在水下400米深处,可以达到50节以上的速度,最快时可达200节,也就是时速370公里;德国有一款鱼雷更厉害,速度超过暴风雪三倍,最高时速可达1000公里。这种鱼雷属于超空泡武器,号称水下导弹。
天上飞的最快最远的人造物体有哪些呢?
民航机是排不上号的,但运载人类是最多的。一般民航客机飞行时速在800~900公里之间,最快也就千把公里。战斗机巡航速度一般在1000公里/小时左右,高空飞行可达2马赫,也就是约2500公里/小时左右。迄今速度最快的飞机是美国的X-15,在1967年的试验中,飞行高度达到10.8万米,速度达到6.72马赫,4520英里(7274公里)的时速。
陆地发射又回到陆地飞行最快的人造物体还要算导弹,尤其是洲际导弹。最有名的有三种,即美国的民兵-3、俄罗斯的白杨-M和中国的东风-41。据称,美国民兵-3洲际导弹末端速度可以达到第一宇宙速度,23马赫以上,也就是时速28000公里;俄罗斯白杨-M末端速度可达到20马赫;中国的东风-41速度可以与民兵-3媲美,达到23马赫。
马赫数是速度与音速的比值,声波在一个大气压下,15℃时,传播速度为340.3米/秒,1马赫时速为1225.08公里。
人造飞行器最快的当然还是宇宙飞船了,目前飞得最远的是美国NASA发射的旅行者1号无人探测器,这艘无人飞船于1977年发射,已经在太空遨游了40多年,现在距离地球约222亿多公里,速度为每秒17公里,时速61200公里;目前飞行速度最快的要算NASA发射的帕克号太阳探测器,它现在正在冒着高温在太阳大气层里探测,速度已达到100公里/秒,到了2024年12月,它将在距离太阳表面600万公里的日冕里掠过,冒着1400度的高温抚摸太阳这个老虎屁股,届时速度将达到每秒200公里,时速720000公里。
这些就是地球生物和人造物体最快的速度了。我们从中可以看出,在这个世界上,人在动物界里行动缓慢,只能算是个笨拙动物,但人类创造出来的物体是自然界所有动物都无法比拟的,这正是人类能够成为地球主宰的原因。
那么自然界有些什么现象是最快速度呢?
迄今为止,科学界把光速奉为物质运行最快速度。因为光子没有静止质量,只有动质量,所以才能才能够达到这种极限速度。现代物理学认为,没有任何具有静质量的物体能够超越光速,而且光速恒定,光速不变。
光速极限和光速不变的性质,是指光在真空中传播的性质。真空光速精确值为:c=299792458m/s。
与光速并驾齐驱的是引力波。爱因斯坦广义相对论在1916年就预言了引力波的存在,科学家们经历了百年探索,终于于2015年取得了直接的观测证据。现在引力波已经成为科学界广泛认同的事物,并发现其传播速度与光速相等。
宇宙中存在着一些超光速现象,但与光速极限天花板是不矛盾的
这几种现象就是宇宙膨胀、量子纠缠、虫洞穿越、曲速航行。
宇宙膨胀属于空间本身的膨胀,不是物质运行的速度。而且宇宙膨胀速度超过光速是大尺度叠加的速度,附近相邻的星系空间膨胀分开速度是很慢的。就像一个气球,气球胀大的整体外围叠加速度快,但气球上每一个点之间分开速度并不快。
量子纠缠是量子的某种根本属性,是指两个相互纠缠的量子分开后具有某些共同的属性,这种超距瞬时微观属性并不传递宏观信息,也不是物质运行速度。
虫洞穿越和曲速航行也是爱因斯坦引力场论的一种预言,目前还没有得到证实,处于半科幻的研究阶段。这两种到达目的地的方式有可能达到超光速效果,甚至超光速很多倍,但并不是真正的超光速移动,而是采用钻隧道抄近道或折叠时空缩小距离的方式进行,与光速运行没有关系。
所以,以上4种可能的超光速现象都不是物质本身运动超过光速,没有违背光速限制原则。
这个世界,依然是光速最快,而且光速不但是现代物理的理论基础,还是我们生活逻辑的基础。因为我们看到的一切都是光带给我们的,如果有超光速的物质发生,人类对整个世界的看法都要颠覆。
说了这么多,不知道所谓世界上跑得最快的东西说全了没有?如没有请在评论区多多指教。
谢谢阅读,欢迎讨论。
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