牛顿第二定律指出:运动中物体的力取决于它的质量(物体中包含了多少物质)和加速度(它的变化速度)。所以,想制造一架力量十足的火箭,必须要让它每秒钟能喷出大量的高速的物质。
牛顿第三定律告诉我们,在各种运动中,都会有方向相反、大小相等的反作用力。火箭运动的力就来自排气装置中源源不断涌出的物质。这种反作用力推动火箭向前运动。
穿梭在太空中的火箭利用热的气体燃料作为动力。其实,任何放置放在物体后部的东西都能成为“火箭”——塑料小球、液体甚至是原子中单独的一个部分。
许多人都认为火箭之所以会运动,是因为它的气体燃料在推动空气。其实,推动火箭前进的是它自身发射出来的力。实际上,在太空中那些空旷的地方,火箭反而能运转得更好,这是因为当没有空气阻挡它的去路时,后部喷射出的气体燃料可以得到真正的加速。
同样,在那里船身和空气之间没有摩擦力,不会使火箭减速。环绕式火箭或者远处星球上的火箭到最后几乎都是处于失重状态的。所以,即使是火箭引擎发射出很小的驱动力,都能令它飞速地向前移动。
虽然你可能永远也买不到时空穿梭机,但从技术上来讲,去未来时空旅行倒并不是件不可能的事情。要实现时空旅行,我们必须要达到极高的速度——实际上,要接近每秒186,000英里(在这个速度下,你可以在一眨眼的工夫环绕地球好几周)。
每秒186,000英里是光的速度,它几乎是宇宙万物所能达到的速度的极限。有意思的是当你接近光速时,时间会开始变得缓慢。
物理学家们有个有趣的推理:一对双胞胎,一个乘坐高速的飞船去旅行,另一个则留在地球上,那么他们身上都将发生什么?
贝丝和鲍伯是一对双胞胎,两个人都是30岁。贝丝是个宇航员,鲍伯是个记者。贝丝刚刚被分配到一项终身的任务:她将成为第一架登陆临近星系的飞船中的一名成员。鲍伯负责为他所在的报社报道这次航行的内容。
这颗星球和它的行星之间的距离是600亿英里,或者说10光年。(一光年就是光行走一年的距离,大概是60亿英里。)