如何表達一個物體的速度，那麽有時速、秒速這樣的表現形式，讓人們的腦海裏有一個 快慢的概念 。
比如秒速5厘米，拿出手裏的尺子就能一目了然。
但是，你聽說過 馬赫 嗎？
戰鬥機飛行
不少人認為，馬赫經常被用於描述戰鬥機，它應該是一種速度單位。
實際上，馬赫不是速度單位，它是一種 比值 。
那麽，我們經常聽見的那些用馬赫來描述的戰鬥機，速度都是多少呢？
戰鬥機的速度通常用馬赫表示
馬赫
馬赫是一種物理學單位，表示某物體的 速度與音速的比值 ，這個音速是指聲音在空氣中的傳播速度340m/s。
比如1馬赫就是音速，2馬赫就是音速的兩倍。
當然有的情況下，1馬赫也不一定就一定是340m/s，因為聲音在空氣中的傳播速度與壓強、溫度有著關系。
所有使用馬赫作為單位的時候， 一定要說明條件，比如標準大氣壓下 。
聲波的一種表達
馬赫常被用於 航空領域 ，這是因為在飛機突破音速飛行之前，一直存在著一個 音障 ，又叫 音速墻 。
當時在進行飛機實驗的時候，工程師們發現，飛機的速度 越接近音速 ，那麽它 受到的阻力將會越大 。
當速度達到音速時，就會像撞在一面墻上一樣，因此得名音速墻，物理名叫音障。
如果速度超過音速，飛機的 可控性變低，穩定性變差 。更重要的是， 飛機本身還會受到破壞 。
飛行過程種的音障
起初工程師們認為這面音障無法突破，因為 當時的材料無法承受音速飛行帶來的巨大阻力 ，往往最終飛機散架。
不過隨著材料技術的提升，超音速已經不再是夢想。
1947年，美國 X-1戰鬥機 實作了超音速飛行，之後的戰鬥機速度得到了提升，馬赫也逐漸成為了航天領域的常用單位。
第一代超音速飛機X-1
其實馬赫這個單位誕生的事件遠比人類實作超音速飛行的事件早，它是物理學家 恩斯特·馬赫 提出的。
在 1929年 被物理學界提議使用， 作為速度的一種表現形式 。
當速度達到 2.5馬赫 的時候，就已經達到 鋁合金材料的極限 ，再快就會出現飛機解體。
如果速度達到 3馬赫 ，整個飛機本身因為與空氣的摩擦會變成炙熱的火球。
超音速飛行還會出現 音爆 ，產生巨大的噪音，因此我們常看見戰鬥機的飛行訓練，都是在遠離城市的地方進行。
戰鬥機飛行
最快的飛機
人類目前速度最快的飛機是美國的 X-43戰鬥機 ，速度達到了 9.8馬赫 ，從美國的東海岸飛到西海岸僅需要半小時。
如果乘坐這樣的飛機圍繞地球飛行，需要3個多小時。
如果一架飛機以 15馬赫 的速度飛行，它可以 2個多小時就完成環球飛行 ，因為15馬赫表示速度是4080m/s，換算成時速就是 18376.2千米 。
目前最快的飛機9.8馬赫
不過15馬赫只是科學家的預想，目前的極限還是9.8馬赫。
有人就很好奇了，為什麽不用我們都很熟悉的每小時多少公裏，或者秒速多少，而是要使用馬赫來表達速度呢？
這是因為馬赫是速度與音速的比值，這樣表達能夠 更直地看出速度與音速的關系 ，更能夠方便快速計算出這個過程中需要的一些數據，比如音爆、阻尼等。
火箭發射
可就算是15馬赫的飛機，也只能在地球上飛一飛，想要在太空中遨遊，它的速度完全不夠！
說到這裏可能很多人會認為火箭發射的速度會比最快的飛機還要大。
實際上， 最大的火箭推進器只有7馬赫左右 ，普通的火箭也就只有2點幾馬赫。
我們在地球上發射火箭，也不是一開始就是第一宇宙速度，而是 在升空過程中逐漸加速 達到的。
會見推進器
這是因為火箭的發射方向與X-43有著差別，火箭是 垂直地面起飛 ，而飛機是 水平地面飛行 。
前者的重量遠超過了後者，它在克服空氣阻力的時候，還得克服自身的重力。
並且火箭的續航能力比飛機強太多，可以依靠後期提速，但是 戰鬥飛機就必須在短時間內達到極限速度 ，續航能力比較弱。
不過說了這麽多，在 光速 面前，任何馬赫的飛機，都是弟弟。
光速面前任何速度都是弟弟
光速
要說速度界的老大，光速才是永遠滴神，它是 目前人類已知的最大速度 。
咱們地球上的長度單位在宇宙中根本不夠用，於是才有了 光年 。
根據 愛因斯坦 的相對論，如果一個物體的速度達到了光速， 時空就會出現扭曲 ，那麽它就擁有了回到過去的能力。
然而光速對於人類來說是可望而不可及的，人類只能 利用加速器讓粒子無限接近光速 ，卻無法達到或超越光速。
粒子加速器
因為還是愛因斯坦，他推算出，當物體的速度等於光速的時候，質素就會變得無限大。
是的，物質的質素是會根據速度發生變化的，只不過在宏觀環境下，這個變化無法察覺，因為人類目前的宏觀速度太小了。
因此不少科學家認為， 超光速飛行不可能實作 ，因為這代表物質會直接坍塌，理論上不會存在無限大的質素。
而且，就算達到了超光速，宇宙的距離又豈是那麽容易達到的？
提到光速就不得不提愛因斯坦
假設一艘飛船的速度是光速，那麽它前往我們最近的鄰居比鄰星的事件是4.3年。
而我們的 銀河系直徑在10萬光年 ，對於光速飛船來說是10萬年，人如果在裏面，除非永生，不然活不到那一天。
所以可以看出，即便是已知的最大速度，也無法跨越宇宙中的星辰大海。
馬赫這樣的物理量在宇宙中無法使用，因為 宇宙是真空，沒有所謂的音速 。
光速也無法征服星辰大海
空間跨越
那麽宇宙中是否存在比光速更快地存在呢？科學家們相信是有的，只是 人類無法現在就發現 。
實際上，我們對於宇宙的認識，很有可能沒有自己想象得多。
想要完成星際穿梭，不一定非要讓物體達到光速，即便是普通速度的飛行器，也能做到，只不過這裏面需要一定的「工具」。
宇宙中存在著兩種洞，一種叫做黑洞，這個大家很熟悉，就是什麽都會吸進去，光也不例外。
另一個洞叫做 蟲洞 ，這是愛因斯坦他老人家在研究重力場的時候，搗鼓出來的一種假設。
人們想象的蟲洞內部
愛因斯坦認為，質素會引發周圍空間的凹陷，形成一定的場，他相信這些場之間會透過一種橋相互連線。
物質都可以 透過這個橋到達另一個空間 ，這一個橋就是蟲洞，又叫「 愛因斯坦-羅森橋 」。
這就好比沒有橋的時候，渡河得撐船，速度慢不說，還受到了水流速度的影響，最終上岸的地方會偏離原計劃地點。
可是如果在河面上建一座橋，那麽就可以直接去往河對面，哪怕河流此時是滔天巨浪。
蟲洞飛行
除了蟲洞，還有一種技術很讓科學家們心動，那就是 空間折疊 。
我們都知道兩點之間線段最短，可是如果我們把線段對折，這樣的 距離就會直接減半 。
同理，我們宇宙的某一個面看作是一張紙，地球就是紙上的一個點，將紙折疊，地球和其他星球的距離就會縮短。
多折幾次，就會得到一個人類飛行器可以接受的距離，就算不是超光速飛船，也能實作去下一個星系。
空間折疊
當然，對於地球上的飛機來說，光速離我們太遙遠，馬赫對於人類在地球上的飛行就已經足夠了。
