综述

宇宙中有什么物质可以超越光速吗？答案是没有的。相对论里，详细论述了光速不变和不可超越的事实。宇宙中，不管在任何惯性参考系下，不管观察者和光源如何移动，光速始终是恒定的。

无法超越的光速是限制人类迈向星际时代的一大障碍，然而，宇宙中不止有光速限制，另一种速度限制或许是人类前进的真正障碍。

人类的速度

一直以来，人类都渴望寻找到其他的宇宙文明，探索更多未知的星系。20世纪50年代，苏联升空了人类首颗人造卫星，人类正式开启了对太空的探索。

1977年，美国发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”太空探测器，两个探测器上都携带有“黄金唱片”，地球上各种生命的图片和声音，还有人类对外星文明的问候语都记载在了这张唱片上，随着探测器飞向了遥远未知的宇宙。

经过近半个世纪的飞行，两艘探测器都收集了大量的图片和数据，并且分别于2012年和2018年飞离了日球层顶，如今正朝着太阳系边缘进发。

虽然两艘探测器飞出的距离足够远，但依然没有脱离整个太阳系的范围。两艘探测器要想飞出直径2光年的太阳系，还需要数万年的时间。

数万年前，人类才不过刚刚习得农业技术，数万年后，人类文明是否存在还是个未知数。宇宙的尺度下，人类的科技所能企及的速度是那么得苍白无力。

近些年来，人类找到了不少“超级地球”，有的星球条件和地球类似，很适宜星际移民。然而，它们的距离又让人类望洋兴叹。

比如距地球4.3光年的“比邻星b”，它也是距地球最近的类地行星。目前，人类所能造出速度最快的探测器，当属美国2018年发射升空的帕克探测器，速度可达109km/s，但它飞抵比邻星b至少要6000年之久。

更加残酷的是，即便人类的科技水平再怎么发达，造出的飞船速度再快，都无法突破光速，这不取决于人类自己，而取决于客观的宇宙规律。

光速恒定不变

爱因斯坦的相对论论证，真空下，光速永远是恒定不变的。无论参考系，观察者或是光源的位置如何改变，光速永远都是一个绝对常数，都不会受到影响。

这一点非常反直觉，一般情况下，我们观察到物体速度会随着参考系的变化而变化。比如，站在站台观察一辆列车的速度，和站在列车内是必然不同的，但这却对光速并不适用。

其实早在1887年，就有两位科学家莫雷和迈克尔逊，用严谨的实验证明了光速的恒定。

二人使用分光镜，把一束光分成了两束光。一束光顺着地球公转方向，另一束与之相反，最后通过折射回到测试屏。结果发现，顺地球公转方向的光和反向的光速度是相同的。地球公转速度是30km/s，如果光会受参考系影响，那么顺公转方向的光应该比反向的更快才对。

爱因斯坦正是总结了前人的经验和理论，推导论证出了广义和狭义相对论，并创新性地把空间和引力与光速相联系起来。迄今为止，人类依然无法在理论上找出突破光速的可能性，星际航行更是遥遥无期。

可能有人会想，既然无法超越光速，那能否可以无限接近于光速呢？可惜的是，人类在幻想接近光速之前，还必须突破另一个限制，那就是“GZK截断”。

GZK截断理论

“GZK截断“全称为“Greisen-Zatsepin-Kuz’min截断”，1966年由美国的Kenneth Greisen和苏联的Georgiy Zatsepin，Vadim Kuz’min 三位科学家所得出的理论，故称“GZK截断”。这一理论核心是：宇宙射线会与宇宙背景微波辐射下的光子发生作用。

根据学界普遍认为的“宇宙大爆炸”理论。138亿年前，我们的宇宙还只是一个温度极高，质量极高的奇点。突然某一刻，这个奇点爆炸开来，能量驱使着所有物质散向四周，经过漫长的演变，形成了如今的宇宙。

如今，大爆炸遗留的光子仍在宇宙中传播，并且随着宇宙膨胀已变成了微波，被称为“微波背景辐射”。无论在宇宙中任何一点，都可以观测到微波背景辐射，并且观测结果不会受位置影响。

宇宙射线和微波辐射发生反应的公式可以写为：p+γ→Δ+→p+Π0，或者是： p+γ→Δ+→n+Π+。质子p为宇宙射线的成份，γ为微波辐射光子，二者会相互作用，生成π介子，这其中质子会不断损失自身的能量。

物质相对静止或低速运行时，辐射光子不会和物质发生反应，可当物质速度接近某个临界值时，就会和光子发生作用。

无论人类制造的飞船多么坚固，只要超越了这个临界速度，辐射光子就会和飞船发生作用，对飞船造成严重的损伤。所以，在人类考虑如何接近光速之前，更应该考虑如何突破“GZK截断”理论的限制。

结尾

尽管人类在飞行和推进技术方面取得了很多进展，但在相对论和GZK截断理论下，科幻故事中的超光速飞船注定只能是人类的美好幻想。难道人类文明真的要永远被限制在小小的地球上吗？

有科学家就提出，可以利用虫洞技术扭曲时空，直接将遥不可及的两个点相连接，人类在不依靠高速飞船便可瞬间抵达上万光年外的星球。当然，这只是存在于理论中的设想，实际情况如何还需要进一步的验证和探索。