光速并非上限? 在它面前光速就像乌龟, 物理学或将被打破!

麻辣1LX7L4 · 发表于 2019-4-14 22:22

光速并非上限? 在它面前光速就像乌龟, 物理学或将被打破!

上帝总是爱和人类开玩笑，这在科技加速发展的现代更加被明显地体现出来，比如那个大家都熟悉的物理单位：光速。虽然很少有人学过爱因斯坦的相对论，但相对论揭示的光速原理却被每一个人熟知。它是宇宙里最快的速度，在真空中是299792.458千米/秒。而关于它的后一项属性才是那个真正的梦魇：任何物体的运动速度只能接近光速，却无法到达，更不要说超越了。

麻辣1LX7L4 · 发表于 2019-4-14 22:25

这件事乍一看并没有什么关系，因为似乎都是“距离日常生活非常遥远的天文数字”，和我们没有多大的关系。但实际情况是：任何一个稍微有一点探索精神的人，都能从“光速不变”原理中感到巨大梦魇般的绝望感。

对比一下古时候的情况，那时的人们对于自身渺小、无力的认知，主要参考生活所在的山川、河流、天空、日月等景象，因此形成的“神灵”形象也和这些自然景观紧密联系，比如日本的“山神”和中国的“土地公”等等，在人们心中都是无法超越的永恒之物。

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麻辣1LX7L4 · 发表于 2019-4-14 22:26

和古人相比，现代人会更加有理由感到绝望，因为古人认知中“世界边缘”的那些山川与日月，在现代已经被天文学家清晰地揭示为“银河系”与“可观测宇宙”的概念。最新研究成果表明，银河系比以前计算的还要大出50%左右，直径大约是20万光年，而可观测宇宙的范围更是达到了可怕的900多亿光年。如果说随着科技的发展，人类在未来能轻易前往其中，或许还感到一丝安慰，但实际情况是“光速不变”原理这个噩梦，给所有对宇宙之外感到好奇的人们清晰地说出了一个“不”字。连光都要走这么多年，人类又能做什么呢？更何况从理论上光速是无法被超越了，这就让人类从理智清楚看见了自身的局限。

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麻辣1LX7L4 · 发表于 2019-4-14 22:26

然而光速带来的绝望真的不能被战胜吗？宇宙里没有任何东西能打破光速的”魔咒“吗？

事实上这是“速度”这个词语给人造成了一种误解，许多人误认为这个物理量包含了一切关于“移动”的客观现象。

具体说来，人们熟知爱因斯坦相对论中的“光速不变”原理，却不知道它还有两个基本前提，或者说符合这两点的事物才能被称为物理学上的“速度”。一个是拥有静止质量，一个是能传递能量或信息。事实上，在这两个前提之外，能够超越光速的现象非常多，它们也是人类科技发展最大的“蓝海”。比如时空膨胀现象、量子纠缠原理、量子跃迁速度、卡西米尔效应等等。

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麻辣1LX7L4 · 发表于 2019-4-14 22:26

什么是静止质量呢？严格说来就是和它处于同一个参考系中，相对保持静止的另一个物体上观察到的它的质量。为什么要说的这么绕口呢？因为根据相对论，物体在加速之后会获得质量的增加，当无限接近光速的时候，质量也会趋于无限大。简单说来，静止质量也就是消除了这部分受运动影响的纯粹的质量。而关于静止质量最典型的例子就是“光子”，为什么它到达了光速却没有产生无限大的质量呢？因为它不具备静止质量。

而关于“超光速能否传递信息”的问题，就没有统一的结论了，因为这是目前科学家争议也非常大的问题。最初提出这个问题的是爱因斯坦，他认为能够超越光速的现象很多，但是它们都不能传递信息。而也有许多科学家认为可以通过超光速来传递信息，只是方法还没被人类找到而已。

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麻辣1LX7L4 · 发表于 2019-4-14 22:26

时空膨胀现象最直接的证明便是“可观测宇宙”自身的例子：由于我们所处的三维空间本身在膨胀，所以距离地球越远的地方，就以越快的速度远离地球而去。当这个距离到达一定的程度时，那个地方远离地球而去的速度超过了光速，那么它发出的光线就永远无法到达地球了，它之外的区域也更是如此。所以宇宙能被地球观测到的区域，仅仅是以地球为中心的一个范围而已，这个范围内任何一个点远离地球而去的速度都小于光速。同样的道理，可观测宇宙范围之外区域的智慧生物，也无法通过光线观测的手段看到我们的地球。

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麻辣1LX7L4 · 发表于 2019-4-14 22:26

根据时空的“超光速属性”，而被预言在未来能够实现的“超光束技术”：虫洞，便是利用引力波可以干涉时空曲率的特点，以求未来发明出具体的干涉手法，达到彻底弯曲时空，从而实现“超光速瞬间移动”的方法。

而同样来自另一种“超光速现象”：量子纠缠，也被许多科学家认为能够开发出“超光速传递信息”的方法。借助未来的“戴森球”等高级能量获取手段，使用巨大的能源实现“量子级远距离复制生物体”等方法，从而实现人类的“超光速移动”。

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麻辣1LX7L4 · 发表于 2019-4-14 22:27

不论这些理论上超越光速的渠道能否被实现，总之我们可以清楚地看见，光速并非不能超越，只是大家对爱因斯坦相对论的理解不够全面。但是就目前而言，光速仍然是人类的“紧箍咒”，因为在它面前我们的技术还处于非常原始的阶段。也许有朝一日人类能够实现超光速的移动了，回过头来看看现在的我们，就如同我们看古时候那些把“日月”和“山川”当做世界边缘的人一样原始又可爱了吧！