膨胀速度|光速并非最快,宇宙中四种超光速现象,你知道哪些呢?
任何一个文化的轮廓 , 在不同的人的眼里看来都可能是一幅不同的图景 。 ——雅各布
如果要问宇宙中什么东西的速度最快 , 相信幼儿园小朋友都知道“光”的速度是最快的 , 也正因为光的速度最快 , 所以在宇宙尺度下一般都采用光年作为距离尺度 , 而且经过多年的实验研究 , “光速不可超越”和“光速真空恒定” , 已经成为了一个公认的事实 。
本文图片
但是你知道吗 , 其实从某种角度上来看 , 光速并非宇宙中最快的速度 , 还有许多速度实际上是超越了光速的 。 那么为什么会出现这种情况呢?这是不是代表“光速不可超越”这条定律出现了错误?
事实上这个条定律并没有出现任何错误 , 只是人们对这条定律理解出现了错误 , 也可以说是理解不够到位和深入 。
本文图片
不过说起光速 , 就不得不提到一位改变了世界的科学家——阿尔伯特·爱因斯坦 , 正是他打破了固有的时空观 , 开启了认识宇宙本质的大门 。
在爱因斯坦之前 , 人们普遍认为光并没有所谓的“速度” , 它通常是瞬间到达某地 , 同时也认为宇宙是一个无限大没有尽头的空间 , 但是因为爱因斯坦的出现 , 这一切常规的认知都被打破了 。
他提出的相对论让人们对光速、对宇宙有了新的认识 , 更主要的是 , 经过近百年的实验研究 , 也证明了相对论的准确性、适用性以及权威性 。
本文图片
既然相对论是正确的 , “光速不可超越”和“光速真空恒定”又是其核心内容 , 那么为什么宇宙中还存在超光速现象呢?难道相对论还有某些漏洞或者错误没被发现?实际上相对论所定义的只是有“质量”的物体 , 对于宇宙中那些没有质量的存在 , 相对论当然也就不适用于它们了 , 所以这并不是相对论错了 。
说了这么多 , 相信大家非常好奇宇宙中究竟有哪些“超光速”现象 , 下面就一起来看看吧 , 顺便看看你知道几个 。
一、宇宙大爆炸的瞬间
根据对宇宙数百年的研究 , 科学家们从诸多细节中发现了一个惊人的实事:现在的宇宙源于一百多亿年前的一场爆炸 , 而宇宙在爆炸之前是一个密度、质量无限大且体积无限小的点 , 科学家将这个点称为“奇点” 。
在这场宇宙起源的爆炸中 , 爆炸瞬间的速度是远大于光速的 , 因为在爆炸的瞬间才产生了空间和时间的概念 , 而“光速”不过是爆炸瞬间产生的空间中 , 一个小小的把戏而已 , 科学家们将这个现象成为“视界疑难” 。
当然了 , 虽然宇宙形成瞬间的复杂程度已经完全超出了人类的认知 , 但是因为光速本身就是空间内的一种定义 , 所以这和相对论并无冲突之处 。
二、宇宙膨胀速度
从哈勃观测到“红移现象” , 人们就开始知道宇宙是在膨胀的 , 但是相信有许多人并不知道 , 宇宙的膨胀速度可以说是将光速远远地甩在了身后 。
那么科学家是如何知道宇宙膨胀速度远大于光速的呢?其实很简单 。 根据宇宙大爆炸理论 , 宇宙诞生至今大约有138亿年左右 , 但是根据观察 , 宇宙目前的可观测直径却在920亿年光年左右 。
如果膨胀速度小于或者等于光速 , 那么显然可观测直径不会是920亿光年以上 , 所以唯一的解释就是宇宙膨胀速度是远大于光速的 。
当然了 , 就和上面的例子一样 , 因为空间本身并没有任何质量 , 所以它膨胀的速度超越光速也并不违背相对论 。
三、量子纠缠效应
【膨胀速度|光速并非最快,宇宙中四种超光速现象,你知道哪些呢?】现在之所以大部分人知道量子纠缠 , 其实无外乎两个原因 , 第一是因为在量子研究的领域 , 我国现在一直走在国际的最前列 , 第二则是因为近些年大火的科幻小说《三体》中 , 曾经多次出现过过于量子纠缠 , 以及使用量子纠缠进行通讯的情节描述 。
那么什么是量子纠缠呢?其实很好解释 。 假设宇宙中有两个互为纠缠状态的粒子 , 哪怕这两个粒子相隔无限远 , 只要其中一个粒子做某种动作 , 那么另一个粒子将会忽略距离带来的影响 , 无延时的同步另一个粒子的动作 。
因为能够忽略距离这个至关重要的因素 , 所以从某种不严格的角度上来看 , 量子纠缠也是一种超光速现象 。
四、穿越虫洞
自爱因斯坦和纳森·罗森完善虫洞理论以来 , 许多科学家将自己毕生的精力奉献给了这个看似科幻的理论 , 因为它对人类文明有着至关重要的意义 , 甚至能够决定人类文明的发展上限 。
当然了 , 如果看不到一丝成功的可能 , 仅仅停留在理论上的话 , 众多科学家也不会为之奉献一生 , 恰恰是因为看到了这个非常科幻的理论有成功的希望 , 所以才吸引了众多科学家前赴后继地为之奋斗 。
经过大半个世纪的研究科学家们认为 , 想要在宇宙中创造出联通两地的虫洞 , 必须要破坏某处空间的稳定性 , 或者让某处空间发生扭曲变形 , 这样才有成功的可能 。
不过 , 因为受到了科技水平的限制 , 虽然看到了这个理论成果的可能性 , 但是因为无法进行实验和实施 , 所以它仍然还是个理论 。
而话说回来 , 穿越虫洞之所以是一种越光速现象其实很好理解 , 比如宇宙中有AB两点他们之间相距2光年 , 现在在他们之间构建一条虫洞 , 而穿越这条虫洞只需要花费5天 , 从某种意义上来看 , 这确实是一种超光速现象 , 因为原本“光”需要走两年的路程 , 现在只需要5天就能完成了 。
值得一提的是 , 这和相对论也没有冲突的地方 , 因为它并非直接赋予交通工具超越光的速度 , 而是另辟蹊径改变空间结构 , 从而获得了和超光速一样的结果 。
看到这里相信有的朋友已经发现了 , 以上列举的四种超光速现象几乎都和空间有关 , 并没有出现违背相对论、传统意义上的超光速现象出现 。 当然了 , 目前没有发现不代表没有 , 宇宙中还有许多科学难以解释的事情 , 等着人类去揭开它们神秘的面纱 。
推荐阅读
- 小行星|3月22日巨型小行星逼近地球!速度12万公里/小时,可能发生撞击?
- 超光速|最脑洞科幻:1秒1光年,时间不倒流,极超光速飞船为何这么牛?
- 爱因斯坦|在爱因斯坦的理论框架内,找到超越光速的可行性
- 光速|把一根针加速到光速,然后撞击地球,人类会被毁灭吗?
- 光速|人类已知最可怕的理论是什么?从光速屏障开始,到真空衰变终结!
- 高铁|高铁将迎新速度!CR450时速400公里,跑京沪只需3个小时
- 糖尿病|糖尿病患者请注意:3种蔬菜升血糖速度快,不能放开肚皮吃
- 光速|光是如何达到光速的?动力是从哪来的?
- 地球|地球自转速度加快,一天没有24小时了?什么让地球速度变快的?
- 时间旅行|我们对时间的感知并不是时间真实的流动速度,是心理学上的效应
