还认为宇宙中光速最快?醒醒吧,这四个速度远超光速

摘要:在科学的广袤领域中,对宇宙速度极限的探究以及对那些看似突破常规速度现象的研究,始终是科学家们致力的方向。近期,大型强子对撞机实验中的一项成果备受瞩目:质子被加速到了与光速极为接近的程度,仅差微乎其微的0.000001%,可即便如此,想要真正触及甚至超越光速,依

在科学的广袤领域中,对宇宙速度极限的探究以及对那些看似突破常规速度现象的研究,始终是科学家们致力的方向。近期,大型强子对撞机实验中的一项成果备受瞩目:质子被加速到了与光速极为接近的程度,仅差微乎其微的0.000001%,可即便如此,想要真正触及甚至超越光速,依旧障碍重重。为何达到或超越光速如此艰难?依据相对论,质量与能量等价。当粒子加速时,其动能递增,当速度趋近光速,动能趋于无限大,总能量也随之无限膨胀

这就意味着,要达到光速,需要的能量是无穷无尽的,而在我们可观测的宇宙范围内,能够获取的能量是有限的,所以无法将有质量的粒子加速至光速。再者,从宇宙的秩序层面考量,如果物质能够超越光速,那么整个宇宙的因果规律将被颠覆,可能致使现实陷入混乱


举例来说,倘若一颗子弹能够超越光速,那么在人们目睹有人扣动扳机之前,子弹或许就已经命中目标,结果会先于原因出现,这无疑违背了常理。宇宙中的黑洞,其磁场强度异常强大,所产生的宇宙射线中的质子能量,远远超过人类所能创造的能量。然而,即便如此,这些质子的速度仍然低于光速。

这一事实进一步证实,光速的确是物质粒子的速度极限,无论我们怎样努力,质量粒子都只能无限接近光速,而难以真正达到或超越光速。

不过,宇宙中存在一些看似违背常规、快于光速的现象。首先是宇宙诞生时的空间暴涨速度。

以往,人们认为宇宙起源于大爆炸,时间从一个奇点起始。然而,暴涨理论的出现,对这一观点进行了更新。


按照该理论,时间并非从零点开始,而是从10^-41秒开启。在这个瞬间,宇宙已然存在,其大小约为地球到太阳的距离,即一个天文单位。

此时,空间中尚无物质粒子,仅有真空能量,且这种能量正以指数级的形式推动宇宙急剧膨胀。至10^-36秒时,暴涨终止,真空能量开始衰变为物质,造就了我们已知和未知的所有物质粒子与反粒子,此过程被称作再加热阶段,同时也是热大爆炸的开端。


在宇宙诞生后的短短一秒内,其范围已达1光年,而在一年之内,便扩展到了银河系的规模,这样的膨胀速度远超光速。其次是当下宇宙的膨胀速度。我们都清楚,宇宙正在加速膨胀。

宇宙膨胀的速率为每百万光年20公里/秒,这意味着每增加一百万光年的距离,空间的膨胀速度就会提高20公里/秒。恰似我们吹气球或者在烤箱中烘焙面包,宇宙正以这样的方式持续扩张。


依据这一速度进行计算,目前距离地球136亿光年之外的星系,正以超光速的态势远离我们。需要注意的是,这种星系的超光速远离,并非是它们在空间中自身的移动速度超越了光速,而是我们与星系之间的空间正在膨胀所导致的。最后是量子世界中的纠缠现象。这一现象颇为奇妙,曾让爱因斯坦都深感困惑。

爱因斯坦坚信世界是局域性的,任何作用都无法超越光速然而,量子纠缠却对这一观念发起了挑战


当两个粒子处于纠缠状态时,它们处于一种不确定的状态,当我们对其中一个粒子的状态进行测量时,另一个粒子会即刻呈现出相反的状态。令人惊叹的是,无论这两个粒子相隔多么遥远,这种超距作用始终存在

1964年,约翰·贝尔通过实验证实了量子纠缠的真实性,证明了爱因斯坦的局域性观点并非完全正确。不过,量子纠缠并不能用于超光速的信息传递,因为每次测量粒子时,其状态是随机的,无法用于传递有序信息。

光不仅可以在真空中传播,也能够在介质中行进,而在介质中,光速会减缓。光在介质中的有效速度为c/n(n为介质的折射率,通常大于1)。

比如,光在水中的速度大约为0.75c。在一些特殊情形下,例如在核反应堆中,电子的速度接近光速,此时它们在介质中比光子的速度更快。


当电子的速度超过介质中的光速时,就会产生一种独特的现象——切伦科夫辐射。这是一种光学“冲击波”,表现为电子突破光障时发出的蓝色光芒。

这种现象在科学研究和实际应用中都具有重要意义,为我们研究高速粒子运动提供了一种有效的手段。

尽管宇宙中存在一些看似超越光速的现象,但这些现象并未真正违背基本的物理规律。它们以独特的方式展现了宇宙的奥秘与复杂性,推动着我们不断深入探索宇宙的本质

倘若未来我们能够成功制造出虫洞,那么通过折叠时空,我们或许就能够突破距离的限制,抵达宇宙的任何角落。虫洞是一种理论上存在的时空结构,它可以连接两个遥远的时空区域,实现超远距离的瞬间传输。

虽然目前虫洞的存在还仅仅是一种理论推测,但科学家们一直在通过各种方式进行研究和探索。假如我们能够顺利地制造出虫洞,并解决其中的一系列技术难题,那么人类将有希望实现真正意义上的星际旅行,从而去探索更为广阔的宇宙空间。


来源:六维洞见一点号

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