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光速最快被推翻!宇宙中这四个速度远超光速

发布时间:2020-07-12 12:22来源:奇趣网编辑:QiQu阅读: 当前位置:奇趣网 > 外星奥秘 > 手机阅读

如果说起速度,“光速”绝对是绕不过去的一道坎,因为它代表着一种极限,是宇宙中最快的速度。也正因为如此,面对浩瀚的宇宙空间,科学家才会选择使用光年作为距离尺度。

经过近百年的实验和理论研究,“光速恒定”已经成为了一个公认的事实,甚至是不可辩驳的真理。而在这种情况下,估计许多人都不会相信,其实从某些角度来看,宇宙中最快的速度并不是光速,目前看来至少有四种速度是光速难以企及的。

一边说光速最快,一边又说有四种速度比光速还快,这是不是矛盾了呢?是不是意味着“无法超越光速”这条宇宙“铁律”出问题了呢?

光速最快被推翻!宇宙中这四个速度远超光速

事实上,这条宇宙“铁律”还是适用于全宇宙所有物质的,只不过要在所有物质前面加上一个前提条件——拥有静止质量。

当然了,提起光速我们不得不提到一位被冠以“伟大”头衔的科学家——阿尔伯特·爱因斯坦。他凭借一己之力推开了新世纪的大门,让时空观和物质观更加的系统科学,使得物理学在逻辑上成为完美的科学体系。

在爱因斯坦提出相对论更早之前,其实并没有光速的概念,当时的人普遍遵循的是牛顿的”绝对时空观“,即空间和时间具有绝对性,彼此之间没有任何的联系。

甚至在19世纪之前,人们根本没有意识到光其实跟声音一样,是有传统意义上的传播速度的。

而这一切旧有的观念,随着爱因斯坦相对论的提出,全部被扫进了历史的垃圾堆。因为相对论统一了时空观,让人类更加接近宇宙本质,同时也给人类物理学的发展提供了重要基础。

既然相对论对人类的作用如此之大,而各种实验也验证了它的正确性,那么为什么其核心内容却和事实不符呢?这是不是相对论的漏洞呢?

其实这并非相对论的漏洞,就像上文所说的那样,相对论所约束的实际上是有静态质量的的物体,而那些没有静态质量的物体并不在相对论的约束范围内,所以它们超光速和相对论并不相悖。

那么宇宙中究竟有哪些速度是远超光速的呢?一起来看看:

光速最快被推翻!宇宙中这四个速度远超光速

一、宇宙爆炸瞬间的速度

通过对遥远星系散发出的光的研究,著名天文学家爱德文·哈勃在1929年建立了”哈勃定律“,提供了宇宙在不断膨胀的实例证据。

在此基础之上,随着20世纪60年代宇宙微波背景辐射的发现,科学家们得到了一个惊人的结论:宇宙是有起点的,而这个起点是发生在138.2亿年前的一场无法想象的爆炸。

在爆炸发生后的10^(-35)秒至10^(-33)秒之间,宇宙发生了暴涨(inflation),从而诞生了基本粒子和各种作用力。

科学家们认为,宇宙处于这个阶段时暴涨的速度是远远超过光速的。举个简单例子,在暴涨之前一个区域的大小约为1厘米,相当于一个玻璃球的大小,而经过10^(-33)秒的暴涨,玻璃球大小的区域变成了1千万光年。

我们知道光速约为每秒30万公里,在用光速乘以暴涨时间之后,得到的距离为10^(-25)米,而这个距离比原子核的直径还要小100亿倍。

也就是说当玻璃球大小的区域变成1千万光年时,光都没用飞出一个原子核的距离,所以暴涨的速度是远超光速的。

二、宇宙膨胀速度

从爱德文·哈勃发现红移现象开始,科学家们就已经知道了宇宙在不断膨胀。而可能许多人不知道,宇宙膨胀的速度实际上让光速都望尘莫及。

那么科学家们究竟如何知道这一点的呢?方法非常浅显,在对宇宙长时间的观测之后,科学家们发现整个宇宙的可观测范围在920亿年光年,这远远超过了宇宙138.2亿年的实际年龄,而对此唯一合理的解释就是宇宙膨胀的速度大于光速。

不仅仅是单纯的观测,通过计算也能够得到这个结论。科学家们通过宇宙中的标尺——造父变星,计算出了星系退行速度与距离的比值,即宇宙膨胀率。

就算宇宙膨胀率是一个很小的值,只要乘以足够大的距离,那么就能得到远超光速的速度。而这也说明了,距离我们越远的星系,远离我们的速度越快,也就意味着空间膨胀的速度越快。

值得一提的是,即便人类未来掌握了光速飞行的技术,那么也仅能到达可观测宇宙中3%的星系,另外的97%已经永远离开了我们的掌控范围。

光速最快被推翻!宇宙中这四个速度远超光速

三、量子纠缠的速度

随着近些年有深度的科幻作品增多,以及我国在量子领域不断取得的突破,许多人开始了解和关注量子力学。而量子力学中最耳熟能详的一种现象,可能就是”量子纠缠“了,毕竟它曾被爱因斯坦嘲讽为“鬼魅般的超距作用”。

然而时代的不断发展、实验的不断进行,事实证明爱因斯坦错了,因为2015年11月发表在《物理评论快报》上的一篇文章,彻底证实了量子纠缠的存在。

事实上,如果忽略距离因素带来的影响,从某种不严谨的角度来看,无延时且相互同步的量子纠缠,其实也是一种超越光速的速度。

四、穿越虫洞的速度

在路德维希·弗莱姆提出虫洞理论之后,这个脑洞大开的理论很快吸引了许多科学家的关注,其中不乏像爱因斯坦这样的科学家。

在20世纪中叶,受限于当时的科技水平,许多科学家研究之后认为,虽然人类理论上能够利用虫洞进行星际旅行,但是由于虫洞入口的引力巨大,所以实际上根本不可能被人类所用。

但是随着科技的不断发展,新物质的不断发现,有科学家提出可以用“负能量”来中和虫洞入口巨大的能量场,使之迅速的稳定下来,从而供人类星际旅行所使用。

然而就和虫洞理论一样,人类对于负能量的研究还处于起步阶段,根本不知道什么时候能将理论用于解决实际问题。

不过话说回来,说穿越虫洞的速度是一种超越光速的速度应该很好理解。例如宇宙中有A、B两个点,它们之间的距离为20光年。

如果有一条虫洞分别连接这两个点的,而穿越这条虫洞的时间仅为几天,那么从某种角度看,这就是一种超越光速的速度,毕竟连光需要走20年的距离,现在只要几天就能够跨越。

看完了这四种比光速更快的速度,相信许多人都发现了,它们本质上都和空间有关,也就是说并不在相对论的约束范围内,所以和相对论并不冲突。

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