不考慮相對論,在經典力學中,人從零加速到光速,加速度1G,大約需要一年時間;1.4G加速需要253天,這是人可以長期承受的加速極限。
人類能夠承受的加速度是有極限的。如果加速度過高,會造成身體不適,甚至暈厥死亡。以下數據:
1.地球重力加速度g=9.8m/s ^ 2;
2.F1賽車100公里加速時間約為2秒,換算成加速度為1.42g;
3.大型云霄飛車在最低點的瞬時加速度接近1.5G,當然,你不可能長時間處于這樣的加速環境中;
4.艦載機降落在航母上,瞬時加速度可以達到4G,可以讓普通人在超重時失去判斷力甚至暈倒;
5.戰斗機彈射逃生時,瞬時加速度可達15g;
6.小車以100Km/h的速度直接撞擊巖石,瞬時加速度可達30g;
光速C=299,792,458米/秒,約為每秒30萬公里,不考慮限速,我們需要從零加速到光速,加速度為1G:
t=c/G=299792458/9.8
=3.1 * 10 7秒
354天;
也就是說,在太空中,我們建造了一艘飛船,飛船保持9.8m/s ^ 2的加速度向前飛行,那么飛船要加速到光速需要354天。
如果增加飛船的加速度,飛船內的人會承受更大的慣性力,心臟的負擔會變得更重,從而引起不適;比如增加到1.4G,加速到光速需要253天,這是人體可以長期承受的極限。
考慮相對論效應,靜止質量物體的運動速度達不到光速。如果航天器要維持1G的加速度,由于質量增加效應,航天器的質量會越來越大,航天器維持加速度所需的功率也會越來越高,當速度接近光速時,功率接近無窮大,這在實際中是不可能的,
除非有新的物理理論,否則飛船不經過加速過程也能獲得高速,比如理論上的翹曲飛行是改變航天器周圍空間的曲率,讓空間“推動”航天器前進,這樣就沒有加速過程,目前,曲速飛行只是科幻小說中的假設。