牛顿由于坐在苹果树下思索问题,被苹果砸到脖子而发觉了万有引力定理。所以我们晓得,在月球万有引力的作用下,物体无论在哪种情况下就会遭到重力作用。而当一个物体只遭到重力作用时,我们把这些运动称为自由落体运动。
依据牛顿第二定理,物体的加速度等于它遭到的力相乘除于它的质量。由于自由落体的物体忽视空气阻力的影响,它只遭到一个重力作用。而物体的重力等于月球的万有引力常数G称上自身的质量。这样一来,两个公式中的质量被约去了。也就是说自由落体速度公式,任何物体的自由落体速率的数值都等于G。按照化学学家的检测,在月球上G约等于9.8。说到这儿,相信早已有男子伴想到了一个知名的实验。没错,就是伟大的美国化学学家伽利略在汉堡斜塔上做的两个铁块实验。
在好久曾经,牛顿还没有出生,月球上还没有人将宏观世界的精典热学总结下来。当时知名的化学学家阿基米德觉得,一个物体自由落体运动的速率与它的质量呈反比。虽然这个理论放到明天来说,假如我们不去做伽利略的实验,也很容易会觉得这是对的。由于在我们的印象中,像羽毛,厕纸,手绢等质量较轻的物质从空中落下总是很慢。而铁块就不用说了,速率快到能把地面砸出一个坑。那假如我们把物体自由落体运动的距离降低无限远,让它的速率仍然无限地降低,这么它有可能会降低到光速吗?
我们首先告诉你们答案:不可能!由于知名的爱因斯坦早在他的专著《狭义相对论》中就提出了观点:任何具有质量的物质运动速率都不可能赶超光速。依照质能公式,一个物体所具有的全部能量等于它的质量除以光速的平方。所以任何质量不为零的物质在达到光速之后,公式两侧因为质量不为0,永远不会平衡自由落体速度公式,所有得出了这样的推论。这是爱因斯坦在上世纪提出的观点,直至现今,还没有科学家能找出指责的理由。这证明在将来很长的一段时间内,都没有办法让一个物体赶超光速。
假如我们不直接用爱因斯坦的理论,借助牛顿的精典热学也能得到同样的观点。由于我们刚刚早已提及了月球的万有引力常数近似值是9.8,而光速的数值为3亿左右。所以说,一个月球上的物体在不考虑空气阻力的情况下,须要3千万秒的时间才会达到光速,也就是大约14年的时间。既然月球的引力这么小,我们就去找一颗更大的星球。按照查阅资料,宇宙中存在一种名叫中子星的星球,月球的重力在它面前以后七千亿分之一。这么这样的一颗星球才能达到我们的目的吗?
答案同样没有改变,虽然中子星的重力降低到了月球的七千亿倍,物体还是没有办法达到光速。按照估算,理论上假如一个物体距离中子星的表面虽然只有一米,而且中子星强悍的重力使它抵达地面的时侯早已有一百万千米的车速,抵达光速不是很简单的事情吗?并且我们不能忘了,当物体距离地面越来越远,它所遭到的重力加速度会大打折扣。如同身处月球轨道的宇航员,当她们走出宇宙飞船的时侯早已不受重力的影响了。