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2021 02/18 16:35 宇宙大视角 企鹅号 提到宇宙中最快的速度，相信大家都会第一时间想到光速。没错，我们从小到大的书本中一直告诉我们，光速是宇宙中最快的速度，以至于宇宙中的距离尺度都采用光速作为单位。最主要的是“光速恒定”和“光速无法超越”经过多年的推论和验证早已被公认为正确的理论。 但是相信大多数人都不知道，宇宙中还存在着许多“超光速事件”，这些超光速事件不管是从理论分析还是观测结果来看，都是真实存在的。为什么会这样呢？难道是“光速无法超越”这个定理出现错误了吗？ 其实这个定理并没有错，错的是大多数人没有真正认识这条定理，或者说大多数人对这条定理产生了逻辑上的错误。 提到光速，就不得不提到人类历史上最伟大的科学家之一阿尔伯特·爱因斯坦，他打破了传统的时空观，让人类开启了光速作用于宇宙观的认知。 在更早的时候，人们普遍认为光能够瞬间到达目标地点，同时也认为宇宙是一个无限延伸的空间，而爱因斯坦终结了这一切，他所提出的相对论带给我们对于光速的全新科学认知，同时也经过了几十年的实验理论证实，证明了其正确性。 那么既然相对论是正确的，宇宙中为何还有速度比光速还要快呢？主要原因是大多数人并没有认识到物理的严谨性。爱因斯坦曾多次说过：”没有什么能超越光在真空中的速度“。 他的这句话可并不是随口一说，而是非常认真和严谨的，这句话中的“什么”一词，代表一个关键的特性，那就是必须拥有“质量”。 根据狭义相对论，“c”代表了光在真空中的传播速度，任何拥有质量的物体，都不可能在真空中达到光速，因为在这个物体在无限接近光速的时候，它的质量也会趋于无穷大。同样的道理，光之所以能够达到光速，是因为构成光的光子没有质量。 虽然现在人类制造出的粒子加速器能够将粒子加速，但是只能加速到99.99%的光速，根本无法达到光速，主要原因就是爱因斯坦提到的“质量无穷大”。 看到这里可能你已经明白了，宇宙中许多“超光速现象”，其实并没有违背狭义相对论，因为狭义相对论所定义的只是“拥有质量”的物质。 也许你很好奇，宇宙中难道除了光子之外还有东西没有质量？其实我们人类的认知具有很大的局限性，宇宙中许多东西都是没有质量的，比如空间，比如占宇宙96%体量的暗物质和暗能量，以目前人类的技术来看它们就是没有质量的，而产生这种矛盾原因，极有可能是因为我们对宇宙的认识还不够深入。 说了这么多，下面就来看看宇宙中，我们人类目前所熟知的五种“超越光速”的现象吧，同时也看看自己知道几个。 一、宇宙大爆炸瞬间 根据近百年对宇宙的观察研究，科学家们认为，我们现在所在的宇宙是从一个密度、质量无限大且体积无限小的“奇点”中爆炸产生的。 在这次形成宇宙的爆炸中，爆炸初期的速度是远远超过光速的，因为这个过程中还伴随着空间和时间的出现，而包括“光速”在内的一切概念，只不过是空间中的小游戏，空间的扩张速度是远大于光速的，科学家将这种情况称之为“视界疑难”。 虽然爆炸初期的情况复杂程度的超出人类的认识，但是空间本身的超光速现象，并不违背爱因斯坦的相对论。 二、脉冲星和黑洞 来自加拿大的一个天文观测团队，偶然间在脉冲星附近发现一些奇异的电子，这些电子的运行速度极快，单从数据中就能反应出这些电子运行速度已经超越了光速，甚至周围已经出现了空间扭曲的现象。 而早前NASA的科学家们，也曾发现黑洞周围的粒子会有超光速的现象出现，他们认为是因为周围有黑洞产生的空间排斥力，在这种力的长期作用下会使部分物质从空间中分离出来，在它们脱离黑洞的短时间内，就会出现超光速现象。目前这种理论在科学界已经得到了广泛的认同。 看到这里相信你已经发现，在脉冲星和黑洞附近观察到的超光速现象，其实有一个共同点，那就是都伴随着空间的变化。 三、宇宙膨胀速度 对于宇宙在膨胀这个实事，相信大家都是知道的，但是大家知道宇宙的膨胀速度远远超越了光速吗？根据大爆炸理论，宇宙诞生至今已经有138亿年的历史，但是目前宇宙的可观测直径却在920亿光年以上。 显然光在138亿年的时间里，根本走不完920亿光年的距离，所以对于这个现象的唯一解释就是，宇宙的膨胀速度是远远大于光速的。 当然了，和前面的原理一样，空间膨胀速度远远超越光速，并不违背爱因斯坦提出的狭义相对论。 四、量子纠缠效应 量子纠缠现在被大部分人所知，主要有两方面原因，第一方面是因为我国在国际上走在了量子纠缠研究的最前列，另一方面则是因为科幻小说《三体》中出现了使用量子纠缠进行超光速通讯的剧情。 根据量子理论，如果“A”和“B”两个粒子互为纠缠状态，那么即便是将这两个粒子放置在相距几百亿光年的宇宙两端，只要A做了一个动作，B则会和A同步做相同的动作，反之亦然，这就是量子的纠缠效应，也是科学界著名的超光速现象之一。 五、虫洞 自上个世纪30年代虫洞理论诞生以来，许多科学家将毕生的经历用于这方面研究，因为作为一种另类的“超光速”星际旅行的方式，它对于人类文明未来的重要性是不言而喻的。 当然了，如果仅仅是看起来对人类帮助非常大，但是看不到成功的希望的话，科学家们也不会对这个理论有如此大的研究热情，正是因为虫洞理论虽然听起来很不可思议，但是理论上是可以实现的，所以才有众多科学家为之奉献一生。 经过这么多年的研究科学家们认为，想要打开时空虫洞需要制造极端的物理环境，人工扭曲空间，从而实现宇宙间两个超远距离的交通，而这个交通速度是远大于光速的。 不得不说的是，虫洞理论也没有违背相对论，因为它并不是让交通工具获得超越光的速度，而是直接改变了空间构造。 总的来说，目前人类在宇宙中所发现的“超光速”现象，全都是与空间有关，还没有发现违背相对论的存在。当然了，这并不能代表宇宙中就一定没有违背相对论的情况出现，毕竟人类对于宇宙的了解还是太少了。 您认为人类未来会找到真正超越光速的方法吗？欢迎在下方说说您的想法！ （来源：腾讯网，见https://new.qq.com/omn/20210218/20210218A07PM500.html） |
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