最快的速度和最慢的速度都跟它有关？

光传播得很快事实上，光是已知最快的东西，物理学中有一个定律，没有什么比光传播得更快光以每秒30万公里的速度传播从地球到月球只需要一秒多一点的时间，它也可以在不到一眨眼的时间内从洛杉矶旅行到纽约令人惊奇的是，人类生命中最快的速度和最慢的速度都与光有关

我们能制造出以1%光速运行的物体吗。

虽然1%这个数字听起来不算多，但是对于光速来说，它的1%还是很快了——大约每小时1000万公里！以1%光速计算，从洛杉矶到纽约只需一秒多一点，比商用飞机快一万多倍。

帕克的太阳探测器是人类制造的最快的物体它利用太阳的引力使自己的速度达到光速的0.05%

子弹的速度可达4200公里/小时，是音速的三倍多最快的飞机是美国宇航局的X3喷气式飞机，最高时速为11200公里，这很了不起，但只有光速的0.001%

最快的人造物体是宇宙飞船他们用火箭摆脱地球引力，速度可以达到每小时4万公里最快的航天器是美国宇航局的帕克太阳探测器它在2018年从地球上发射后，穿过太阳灼热的大气层，利用太阳的引力达到了每小时53.5万公里的速度这是一个非常快的速度——但只有光速的0.05%

为什么很难达到1%的光速。

是什么阻止了人类达到1%的光速简单来说就是能量一个物体会因为运动而有相应的能量，物理学家称之为动能要跑得更快，你需要增加你的动能问题是，如果你想把速度提高到一个很高的水平，你需要大量的动能让某物以两倍的速度运行需要四倍的能量，让它以三倍的速度运行需要九倍的能量，以此类推

例如，一个体重50公斤的年轻人达到光速的1%需要200万亿焦耳的能量，这几乎是200万美国人每天的用电量。

太阳帆，日本IKAROS号飞船上薄而闪亮的正方形，可以推动飞船达到光速的10%我们能以多快的速度前进

达到光速的1%是可能的，但是需要大量的能量人类能让物体移动得更快吗

答案是肯定的！但是工程师需要找到新的方法让物体在空间移动所有的火箭，燃烧的燃料和汽车用的汽油差别不大他们面临的共同问题是燃料燃烧效率低

推进宇宙飞船的其他方法包括使用电力或磁力为太阳提供能量的核聚变过程在能源利用方面也比化学燃料更高效

科学家们正在研究许多其他高速运行的方式——甚至是曲速驱动，也就是《星际迷航》中流行的超光速旅行。

让物体高速运动的一个很有希望的方法是使用太阳帆——附着在航天器上的又大又薄的塑料板，这样阳光就可以像帆上的风一样推动它们一些航天器已经使用太阳帆来证明它们的可行性科学家认为，太阳帆可以推动航天器达到光速的10%

有一天，当人类的速度不再局限于光速的几分之一时，我们可能会去其他星球旅行。

世界上最慢的速度也和光有关。

激光将窄而定向的光束聚焦在特定的点上，使其成为切割，燃烧和焊接的重要工具所有这些活动都会产生或需要热量激光束以光速传播，超过每小时6.7亿英里，达到了宇宙中最快的速度

那么，激光是如何产生地球上最慢的物体的呢。

首先，重点是要了解一个物体的温度和速度的关系一个物体的温度越高，它的能量越大，运动越快虽然有些东西看起来是完全静止的，比如一支笔或你的笔记本，但事实并非如此微观上，组成它们的粒子在不停地高速运动，生命也是如此

让我们以著名的慢行动物树懒为例如果你用显微镜观察组成树懒身体的分子，你会发现这些分子的行为就像孩子在蹦蹦跳跳的房间里一样为什么会这样树懒的身体大约70%是由水组成的，这些水分子以每小时数百英里的速度四处跳跃

激光冷却

令人惊讶的是，一些对原子和分子在极低温度下的行为感兴趣的物理学家在他们的实验中使用明亮的高强度激光来冷却物体这是一个由量子力学统治的奇怪世界信不信由你，在这个研究领域，粒子有时表现得像海洋中的波浪，有时它们同时出现在两个不同的地方

为了研究这种新奇的行为，物理学家使用激光创造了地球上最冷的原子云，这种原子云被称为玻色—爱因斯坦凝聚体冷却一堆原子，当温度接近绝对零度时，原子行为会开始遵循量子力学，以令人惊讶的方式运动

研究超冷原子云可能为研究超导体等其他奇异材料的工作原理提供线索超导体可以比现有材料更好地传输电力，有一天可能会被用于建造超高速列车

1995年，研究人员将原子冷却到比以往任何时候都低的水平，并创造了阿尔伯特·爱因斯坦预言的物质新状态这张照片显示了原子从更分散的红色，黄色和绿色区域凝聚成非常密集的蓝色和白色区域的快照

那么，激光是如何冷却一堆原子的呢在实验室里，我们首先用激光照射一种叫做镱的银白色金属原子这些非常热的原子被放置在一个1英尺宽的空腔中在激光束照射几秒钟后，它们会冷却，减速并被束缚在腔室的中心

这是怎么发生的。

所有的光，包括激光，都是由光子组成的，光子是不断运动的能量包当我们将激光射进房间时，原子与光束中的光子流发生碰撞，从而减慢了速度，降低了温度——就像你在强风中快速奔跑时发生的情况一样

这些微小的碰撞将原子云的温度降低到绝对零度以上百万分之一度。

但这还不足以让原子云成为地球上最慢的物质最后一步是让它变得更冷一点，物理学家称之为蒸发冷却技术

首先，我们捕获所有的原子，有时利用通电线圈产生的磁场，形成一个可以容纳原子但不可见的阱:就像聚集在碗底的弹珠一样随后，通过减少通过导线的电流，这个碗状力场的两侧都被降低，这使得更快更热的原子从碗中逃逸

只有较慢的原子会落在后面——而这些原子实际上是冷冻的:它们比绝对零度高千分之一度冷云中的原子移动非常缓慢:如果它们沿着直线移动而不是四处弹跳，以它们的速度穿过一个房间需要整整一个小时相比之下，你体内的分子可以在一秒钟内穿过那个房间

冷原子云中的原子比蜗牛移动得慢这种原子云是地球上移动最慢的物质

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