你是否想了解更多关于超越光速的知识?在本文中,小编将为您详细介绍这两个话题,帮助您更好地理解。

宇宙中有超过光速的速度存在吗

光速被认为是宇宙中的极限速度,任何物体都无法超越光速。但在现实生活当中,宇宙中却存在着一些超光速的现象,打破了我们科学家们原有的认知。

超越光速?《超越》电影

众所周知,速度是代表物体运动快慢的一个物理量,从理论上来说,速度应该是无限的。

但在爱因斯坦的相对论中有这样描述:“一个有质量的物体,它的速度是有限的,速度可以无限地接近光速,但是却永远都无法达到光速”。

为什么光速不可超越?

对于光速不可超越的这一说法来源于爱因斯坦的狭义相对论,在狭义相对论中,任意一个物体的速度只能无限接近光速,无法超越。

也可以理解为,对于有静止质量的物体来说,不管它的质量是多少,都只能无限接近于光速,但是不可能达到光速。

为什么会这样呢?其实这在爱因斯坦的质能方程E=MC²中就有很好的解释,E表示一个物体所拥有的能量,M代表物体的质量,C代表着光速。从这个方程式中我们可以看出,能量与质量存在着一定的比例关系,质量越大能量也就越大。

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反过来,物体的能量越大它的质量也就越大,其中也包括动能。换句话说,如果一个物体要想达到光速,随着速度越来越接近光速,质量也将会变得巨大。

比如当一艘宇宙飞船以90%的光速飞行,那它此时的质量是飞船相对静止时的两倍,这也意味着引擎必须加倍输出才能使飞船加速前进,因此飞船的速度越高,其能量也就越高,质量也会变得越大,此时飞船内的一切也会变得越来越重,这就是质增效应。

再来看牛顿的速度叠加公式,如果火车以4/5倍的光速运动,而火车上有一个人在以3/5倍光速在车上走,那么地面上看来:火车上人的速度应该是4/5+3/5,即8/5倍光速,大于光速。

但当火车以接近光速运动的时候,在车上的人自己感觉一切正常,不过从地面上视角来看,发现车上的人移动速度非常慢,所以车上的人在往前走,而在地面看来,根本不是3/5倍光速,而是远远比这个速度小很多。

在这个时候,车上的一切物理变化,化学变化等,其实在地面上的人看来都是非常缓慢的,因此地面上的人看火车上的人最终速度应该是等于4/5倍光速加一个远远小于8/5倍光速,总速度还是小于光速!

对于光速不可超越,更精确一点来说,是任何有能量和信息的传递速度不能够超过光速。

超过光速的现象。

一、宇宙膨胀速度

根据推测,目前我们宇宙的年龄为138.2亿年,而我们可观测宇宙的半径达到了460亿光年,也就是说在过去的138.2亿年中,宇宙至少膨胀了460亿光年。

这样计算的话,在过去的138.2亿年中,宇宙膨胀的平均速度至少为光速的3.32倍。也正是由于宇宙的超光速膨胀才使得现在宇宙的可观测直径达到了920亿光年。

二、量子纠缠

所谓的“量子纠缠”指的是,两个粒子在互相纠缠的状态之下,不管这两个粒子相距的距离是有多么遥远,其中的一个粒子做出什么动作的同时,另一个粒子也会相应的没有延迟的做相同动作。因此,距离对于这两个处于互相纠缠的粒子来说根本不是问题,而它们之间的联系机制也远远的超越了光速。

三、虫洞理论

虫洞这个概念最早是在1916年由奥地利的一位物理学家提出来的,又被称为爱因斯坦—罗森桥,是指宇宙中一种奇特的天体,用来连接宇宙遥远空间和时间的。

尽管目前没有什么证据来证明虫洞的真实存在,但科学家们预测虫洞会以时空端点之间的捷径形式而存在,如同一个时空隧道一样,可以实现瞬间转移,甚至还是超越时间和空间的一种通道。

总之,虫洞可以让两个距离相对来说很远的局部空间瞬间离得很近,这种瞬间是远远超过了光速的,然而目前的“虫洞理论”只是一种假设。

综上所述,对于这些超光速现象其实并不违背相对论,更准确一点的理解的话,可以说光速最快的速度限制所针对的是物质,而非空间。

所以这与光速不可超越的定义并不违背。但在宇宙中的还有很多现象是我们人类目前所不能理解的,因此只能说目前人类的进步空间还很大。

为什么超越光速,就能回到过去

因为按广义相对论,有静止质量的物质,

当速度等于光速时,它扭曲时空的能力就跟宇宙奇点一样强,它看到外界的时间停止.

当速度超过光速时,它扭曲时空的能力就会更大,它看到外界时间会倒流.

ps,那些说超过光速是追上光线的说法是错的,只是普及版的说法世界上究竟有没有时间隧道很难解释。一些科学家认为,空间和时间两者是很复杂地纠缠在一起的,而我们想回到过去或到达未来,就要把时间和空间分离开来,这样就能违背时间与空间地互相穿越了。而虫洞(wormhole)就是我们所讲的时间隧道,只要能在空间打开虫洞,就能从一个方向回到过去,相反方向则去到未来。打开虫洞的方法利用反重力物质。

以下引用互联网资料:

虫洞是一种连接两处时空或者两个宇宙的特殊信道,让物质或讯息得以瞬间穿梭宇宙,甚至作时间旅行。这个术语来自美国物理学家惠勒,他是爱因斯坦晚年合作伙伴,物理学界传奇人物费曼的老师,另一个脍炙人口的科学词汇「黑洞」也是他的杰作。

就空间而论,虫洞为超光速旅行开辟出可能性。就时间而论,光速实际上是一个无法逾越的极限,任何物质或讯息都无法以更快的速度运动,因此人们如果能在出发地的讯息到来之前先抵达某个地方,就等于是完成了一趟回到过去的时间旅行,反之则跃进未来

虫洞又名「爱恩斯坦-罗森桥」,其理论涉及非常复杂抽象的物理和数学理论。简而言之,

英国物理学家戴维斯指出,理论上建造虫洞时间机器需要三道步骤:第一步:寻找或建立一个虫洞,开辟一条信道,连接宇宙中两个不同的区域。

第二步:藉助于「异物质」(exotc matter)或反重力物质产生的负能量,使虫洞稳定下来,允许物质和讯息安全穿越。负能量的作用是抗衡虫洞变为密度无穷大的趋向,换言之阻止虫洞演变成黑洞。

第三步:牵引虫洞,让虫洞的两个入口保持分离,如果其位置恰当,两者的时间差也将保持恒定状态。假设时间差是十年,一名航天员从一个方向穿越虫洞,他将回到十年前的过去,反之则进入十年后的未来。

但俄勒冈大学两物理学家徐道辉与布尼认为,这种以异物质与负能量撑持的虫洞信道,有先天的缺陷,违背了「零蚅量条件」(null energy condition)定律,因此势必无法稳定存在。

徐道辉说:「我们并不是全然否定建造虫洞的可能性,而是强调那种时空点可准确预测的虫洞,例如让星舰迷航记的史巴克在某日下午两点现身纽约,并不可行。」

英国约克大学的佛优斯特博士与美国中央康乃迪克大学的罗曼博士,从另一个角度论证虫洞之路寸步难行。他们认为就算虫洞得以建立,其信道也将太过细微,无法运用。

根据他们的估算,要让质子这样的基本粒子通过虫洞,必须将虫洞微调至十的负卅次方数量级;至于人类可以畅行的虫洞,更需进行十的负六十次方的微调,这远远超出人类科技的能耐。

在科普大师萨根的小说《接触未来》改编的同名电影中,茱蒂佛斯特饰演的女主角飞越虫洞信道,短短几分钟就抵达距离地球廿六光年的织女星,还见到过世多年的父亲。只不过在电影中,人类的虫洞技术是乞灵于外星人;要靠自身力量实现纵横宇宙时空的梦想,目前看来遥遥无期。

参考资料:

世界上有哪三种超越光速的速度

三种速度是:量子纠缠、虫洞穿越、宇宙本身的膨胀速度。

人类如果想要加以利用,以目前的科技水平来看,仍然是天方夜谭。目前人类尚且处在卡尔达舍夫文明等级的0.75级,连最低级别的第1级都没有达到。

但是如果人类能够达到3级文明,说不定就能够实现对这3种速度的驾驭。

光速定义:

是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。

它与观测者相对于光源的运动速度无关,即相对于光源静止和运动的惯性系中测到的光速是相同的。

物体的质量将随着速度的增大而增大,当物体的速度接近光速时,它的质量将趋于无穷大,所以有质量的物体达到光速是不可能的。

只有静止质量为零的光子,才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加,得到的仍然是光速。速度的合成不遵从经典力学的法则,而遵从相对论的速度合成法则。