光速|还以为光速是最快的?科学家:这4种现象跟光速比,堪称“瞬移”!
很多人都有探索太空的想法 , 但是受限于我们人类飞船的速度太慢 , 而至今都只能徘徊在太阳系内 , 人类一直都致力于提高飞船速度 , 甚至达到或超过光速 , 来实现遨游太空的梦想 。 一直以来 , 很多的科学家都表示 , 在人类所认知的宇宙中 , 任何物质几乎都无法超越光速 , 换句话说 , 即人类已知的质量粒子都是无法超越光速的 。
小伙伴们可能已经开始质疑了:事实真的是这样的吗?真如科学家们所认为的那样 , 人类已知的质量粒子都无法超越光速吗?
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如果物质超越光速 , 事物是非将会颠倒
其实要理解这个结论很简单 , 我们来举一个例子 。 比如一颗子弹飞行速度若超过了光速 , 那么在你看到一个人扣动扳机之前 , 子弹就已经杀死一个人了 , 也就是说结果出现在了原因的前面 , 若这样的场景出现在你眼前 , 你还能接受吗?
【光速|还以为光速是最快的?科学家:这4种现象跟光速比,堪称“瞬移”!】如果物质可以超光速 , 物质将会分崩离析
另外 , 我们都知道 , 光子 胶子 引力子 , 这三个粒子在传递着电磁力 强力 引力 , 这三种基本力将粒子结合在一起 , 才组成了世间万物 。 如果一个物质可以跑得比这三个粒子还快 , 那么这三个力都追不上这个物质 , 怎么能将这个物质结合在一起呢?
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宇宙是存在因果规律的 , 如果物质可以超光速 , 那么就违背了该规律 , 则整个宇宙将完全乱套了 , 所有的物质将会分崩离析 。
经过科学家们的研究发现 , 在宇宙中 , 的确有快于光速的现象存在 , 但它们并未违背基本的因果律 , 不会传递任何信息 , 也不会影响基本力的传递 。 接下来 , 让我们一起来看看到底有哪些现象快于光速 。
1、首先就是宇宙诞生时 , 空间暴涨的速度
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暴涨理论说 , 时间并不是从零开始的 , 而是从10^-41秒开始 , 这时的宇宙已经存在 , 大小差不多就是地球到太阳的距离 , 一个天文单位 。 空间中并不存在任何物质粒子 , 只有真空能量 , 并且真空能量正导致宇宙以指数级的方式膨胀 , 并于10^-36秒 , 暴涨结束 。
所以我们说的大爆炸并不是嘭的一声 , 而是在描述当时热的、快速膨胀的状态 , 并没有任何东西爆炸 。 膨胀速度有多快呢?你看 , 宇宙诞生后的一秒 , 就已经有1光年的范围了 , 1年就有银河系的范围了 , 这个速度远远的甩光速几条街 。
2、现在宇宙的膨胀速度 , 在136亿光年以外依然超光速
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现今的宇宙依然在加速膨胀 , 这一点我们已经听了无数次了 , 宇宙膨胀的速率为20公里/秒/百万光年 , 也就是说每增加1百万光光年的距离 , 空间的膨胀速度就会增加20公里/秒 。 这就跟我们吹气球一样 , 也跟我们在烤箱里蒸面包一样 , 宇宙就是以这样的方式膨胀的 , 如果这样的速度计算的话 , 目前136亿光年以外的星系 , 都在以超光速的速度远离地球 。
3.量子世界里的纠缠现象
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我们知道 , 在量子世界里 , 两个相互耦合的粒子就处于一个不确定的纠缠态 , 当我们测量其中一个粒子的状态时 , 如果它自旋向上 , 那么另外一个粒子此时必然自旋向下 。 不管你把这两个粒子分离到多远的距离 , 这种超距作用依然存在 。
然而 , 我们目前无法利用量子纠缠以超光速的方式来传递信息 , 原因在于我们每一次测量一个例子的时候 , 粒子所表现出来的确定态都是随机的 , 因此无法传递信息 。
4.在介质中超越光速
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光不仅可以在真空中传播 , 也可以在介质中传播 , 不过光在介质中就会被降速 , 其中有效光速为c/n(n为介质的折射率 , 总是大于1) 。 因此在光在的水中的速度为0.75c , 这个降速还是比较大的 , 例如在核反应堆中 , 电子被释放出来时的速度十分接近光速 , 因此此时的电子就比光子跑的快 。 而反应堆的幽幽蓝光 , 正是电子突破光障时产生的切伦科夫辐射发出的 , 这是一种光学“冲击波” 。
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总之 , 宇宙中的速度极限应描述为 , 传递信息的速度是不能超过真空中的光速的 , 反之 , 不会传递任何信息 , 也不会影响基本力的传递 , 这些现象的速度是可以超越光速的 , 所以 , 以上描述的这四种超光速现象 , 在宇宙中是被允许存在的 。
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