真空 唯一 一种可以超越光速的方法
在我们的宇宙中，有一些规则是所有人都必须遵守的。任何两个量子相互作用时，能量、动量和角动量总是守恒的。任何粒子在时间上向前运动的系统的物理性质都与镜像中的同一系统的物理性质相同，粒子转变成反粒子，时间的方向相反。还有一个终极的宇宙速度极限，适用于每一个物体：没有任何东西能超过光速，任何有质量的东西都不能达到这种速度。
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多年来，人们已经制定了非常聪明的计划，试图绕过这最后的限制。理论上，他们把超光速粒子当作可能超过光速的假想粒子，但超光速粒子必须有假想的质量，而且在物理上并不存在。在广义相对论中，充分扭曲的空间可以在光必须穿过的地方创造出替代的、缩短的路径，但我们的物理宇宙没有已知的虫洞。虽然量子纠缠可以在远处产生“幽灵”行为，但没有任何信息的传输速度比光快。
但是有一种方法可以打败光速：进入除完美真空以外的任何介质。下面是它的工作原理。
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上图：光不过是一种电磁波，具有垂直于光传播方向的同相振荡电场和磁场。波长越短，光子的能量就越大，但它越容易受到光速变化的影响。
你必须记住，光是一种电磁波。当然，它也表现为一个粒子，但当我们谈论它的传播速度时，更有用的是，它不仅是一个波，而且是一个振荡的、同相电场和磁场的波。当它在真空中传播时，没有任何东西可以限制这些场以它们自然选择的振幅传播，这些振幅由波的能量、频率和波长决定。
但是，当光通过一种介质时，也就是说，存在电荷（可能还有电流）的任何区域，这些电场和磁场的自由传播都会遇到一定程度的阻力。在所有可以自由改变或保持不变的事物中，光的性质保持不变的是它从真空移动到介质、从一种介质移动到真空或从一种介质移动到另一种介质时的频率。
但是，如果频率保持不变，那就意味着波长必须改变，因为频率乘以波长等于速度，这就意味着光速必须随着传播介质的改变而改变。
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【 真空|唯一 一种可以超越光速的方法】其中一个壮观的例子是光线通过棱镜时的折射。白光和阳光一样，是由连续的、多种波长的光组成的。长波，如红光，具有较小的频率，而短波，如蓝光，具有较大的频率。在真空中，所有波长以相同的速度传播：频率乘以波长等于光速。蓝色波长的光有更多的能量，因此它们的电场和磁场比红色波长的光强。
当你把这些光通过像棱镜这样的色散介质时，所有不同波长的光的反应都略有不同。你的电场和磁场中的能量越多，它们通过介质时所受的影响就越大。所有光的频率保持不变，但高能量光的波长比低能量光缩短了更多。
因此，尽管所有的光在介质中的传播速度都比真空慢，但红光的传播速度却比蓝光慢一点，这导致了许多迷人的光学现象，比如当阳光穿过水滴和水滴时，会出现彩虹。
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然而，在太空的真空中，光别无选择——不管它的波长或频率如何——只能以一种速度传播：真空中的光速。这也是任何形式的纯辐射（例如引力辐射）必须行进的速度，也是在相对定律下任何无质量粒子都必须行进的速度。
但宇宙中的大多数粒子都有质量，因此它们必须遵循稍有不同的规则。如果你有质量，真空中的光速仍然是你的极限速度，但不是被迫以这个速度旅行，而是你永远无法达到的极限；你只能接近它。
你在大质量粒子中投入的能量越多，它就越接近光速，但它的速度必须越慢。地球上有史以来能量最大的粒子，是大型强子对撞机上的质子，在真空中可以以惊人的接近光速飞行：299792455米每秒，相当于光速的99.999999%。
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然而，不管我们向这些粒子注入多少能量，我们只能在小数点右边加上更多的“9”，我们永远达不到光速。
或者，更准确地说，我们永远无法在真空中达到光速。也就是说，对于大质量粒子来说，最终的宇宙速度极限299792458米/秒是不可能达到的，同时也是所有无质量粒子必须达到的速度。
但是，如果我们不是通过真空，而是通过介质旅行，会发生什么呢？事实证明，当光通过介质时，它的电场和磁场会感受到它们所通过的物质的影响。当光进入介质时，它的作用是立即改变光的传播速度。这就是为什么，当你看到光进入或离开一个媒介，或从一个媒介过渡到另一个媒介时，它似乎会弯曲。光虽然可以在真空中自由传播，但它的传播速度和波长在很大程度上取决于它所穿过的介质的性质。
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