打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
一大波超光速来袭,试看它如何突破“光障”产生“光爆”!

爱因斯坦狭义相对论横空出世后,真空中的光速就被设定为宇宙中不可逾越的常量,没有任何具有静止质量的物质,其运动速度可以达到或超过光速。因为这个理论是如此的优雅脱俗,以至于一个世纪以来,随时都有人在苦苦寻找超光速的物质,试图推翻它扬名立万。不过这些挑战者最终都惨遭不幸,被打回原形。笔者搜罗了一下,迄今为止,已知宇宙中已经灰头土脸或者即将土脸灰头的光速挑战者有以下九位:

1、宇宙膨胀速度超光速。宇宙膨胀速度包括宇宙爆炸时的暴胀速度和遥远星系之间的远离速度,二者确实都远超光速,不过这是空间自身的膨胀,而不是物质的运动速度,所以并不能认为是物质运动速度超过了光速。

2、电子围绕原子核运行速度超光速。在经典理论中,电子围绕原子核的运行和行星围绕太阳运行类似,在这种情况下,内层电子的速度将大大超过光速,而且会不断地辐射能量,导致电子很快坠入原子核,所以这种模型已经被彻底抛弃,电子超光速也不了了之了。

3、量子纠缠传播信息的速度超光速。在量子纠缠中,似乎相距极远的纠缠粒子之间可以进行超光速的信息传递。但量子力学理论认为,这两个粒子之间不管相距多么遥远,在观测之前它们仍然是协调的一体,处于不确定状态。只有对一个量子进行了测量行为,才会引起波函数的坍缩,从而确知另一个量子的状态。但另一端也必须对另一个量子进行测量,才可能知道它的状态,所以用量子进行超光速传递信息是不可能实现的。

4、类星体运行速度超光速。科学家们在观察宇宙中一些电波星系、类星体时,发现它们的运动速度明显超过光速,后来发现是星体运动方向和我们相同造成的超光速幻觉,经过矫正后的计算结果显示,它们是以接近光速在运动。不过这也够让人大吃一惊的了,毕竟我们平时只听说可以把微观粒子加速到接近光速,还没听说过把宏观物质加速到接近光速的,更遑论大型星体了。

5、曲速引擎速度超光速。曲速引擎是电影《星际旅行》中的基本工具,通过压缩前方空间形成曲速泡,曲速泡带动飞船前进,其速度可以远远超过光速。曲速引擎实际是有理论基础的,它遵循广义相对论的爱因斯坦方程,不过其实现原理和宇宙膨胀有类似之处,并非实际意义上的超光速。曲速引擎需要难以想象的巨大能量,即使后来Van Den Broeck对其进行优化,运送几颗原子所需的能量仍然达到了3个太阳能量总和之巨。

6、无线电波相速度超光速。一个波动的相速度可以轻易地超过光速,甚至简单的机械波都有此可能。在色散介质里,无线电波的相速度被证明了可超过光速,但它不带有任何信号或信息的传递,所以并不违反狭义相对论。

7、中微子超光速。2011年底,欧洲核子研究中心的一个研究组发表声明,发现了超光速的中微子,在已知宇宙中引起强烈轰动,不过半年后就被证明是连接GPS和电脑之间的光缆松动造成的自摆乌龙。

8、电子在水中的速度超光速。物体运动速度突破音障时,会产生音爆,物体运动速度突破光速时,会不会产生“光爆”呢?前苏联科学家切连科夫在核反应堆冷却水中发现,由于光速在水中只有真空中的75%,核反应堆产生的电子在水中的速度超过光速,从而产生蓝色辉光的“光爆”,这一现象被命名为切连科夫辐射,但真空中的光速依然没有因此而突破。

9、快子超光速。快子是相对论预测的超光速次原子粒子,总是以超过光速的速度在浩瀚的宇宙间运动。不过既然它比光还快,我们怎么能观察到它呢?所以科学家们预测,如果快子在我们的附近出现,我们将同时看到它出现及反向离去的轨迹。不过到现在为止,人们依然没有找到快子存在的任何证据。

如果你还知道有什么无畏的光速挑战者,不妨也提出来晒一晒。

本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
量子遇到相对论,杠上了
S04E05质能方程:解锁终极能量
光速和它比起来简直就是龟速,它的速度也太快了
光速
时间和暗能量的奥秘
量子纠缠,恰恰证明相对论是正确的
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服