速度 光速是最快的吗科学家在宇宙中,光速只能排第5,第1超乎想象
很多人都有探索太空的想法,但是受限于我们人类飞船的速度太慢,而至今都只能徘徊在太阳系内,人类一直都致力于提高飞船速度,甚至达到或超过光速,来实现遨游太空的梦想。一直以来,很多的科学家都表示,在人类所认知的宇宙中,任何物质几乎都无法超越光速,换句话说,即人类已知的质量粒子都是无法超越光速的。
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小伙伴们可能已经开始质疑了:事实真的是这样的吗?真如科学家们所认为的那样,人类已知的质量粒子都无法超越光速吗?
如果物质超越光速,事物是非将会颠倒
其实要理解这个结论很简单,我们来举一个例子。比如一颗子弹飞行速度若超过了光速,那么在你看到一个人扣动扳机之前,子弹就已经杀死一个人了,也就是说结果出现在了原因的前面,若这样的场景出现在你眼前,你还能接受吗?
如果物质可以超光速,物质将会分崩离析
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另外,我们都知道,光子 胶子 引力子,这三个粒子在传递着电磁力 强力 引力,这三种基本力将粒子结合在一起,才组成了世间万物。如果一个物质可以跑得比这三个粒子还快,那么这三个力都追不上这个物质,怎么能将这个物质结合在一起呢?
宇宙是存在因果规律的,如果物质可以超光速,那么就违背了该规律,则整个宇宙将完全乱套了,所有的物质将会分崩离析。
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看到这里,小伙伴们可能要接着问了,如果这样说的话,在宇宙中,光速岂不是最快的?答案是:非也。这个答案是不是让小伙伴们大跌眼镜?我们接着往下看。
经过科学家们的研究发现,在宇宙中,的确有快于光速的现象存在,但它们并未违背基本的因果律,不会传递任何信息,也不会影响基本力的传递。接下来,让我们一起来看看到底有哪些现象快于光速。
1.宇宙诞生时空间暴胀速度
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以前认为宇宙开始于大爆炸,常常认为有一个奇点,时间有一个开端,并且是从0开始的。但是自从暴胀理论被提出以后,我们已经不这样认为了。暴胀理论说时间并不是从0开始的,而是从10的﹣41次方秒开始,这时的宇宙已经存在了,大小差不多就是地球到太阳的距离。此时的宇宙空间中并不存在任何物质粒子,只有真空能量,然后宇宙以指数级的方式膨胀,并于10的﹣36次方秒结束膨胀。最后,空间中的真空能量开始衰变到物质中,产生了目前我们所知以及未知的所有物质粒子和反粒子。
也就是说宇宙在诞生后的一秒内,就已经有一光年的范围了,诞生后一年就有银河系的范围了,这个速度是光速的多少倍?小伙伴们扳着手指头算算,将结果发表在评论区吧。
2.现在宇宙的膨胀速度
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我们常常听说,宇宙一直在加速膨胀,136亿光年以外的宇宙甚至在以超光速膨胀。近年来,科学家们通过研究后发现,现在的宇宙的膨胀速度为20公里每秒每百万光年,也就是说每增加100万光年的距离,空间的膨胀速度就会增加20公里每秒。如果以这样的膨胀速度计算的话,目前136亿光年以外的星系,其膨胀的速度是已经远远超过了光速的。
3. 量子世界里的纠缠现象
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我们知道,在量子世界里,两个相互耦合的粒子就处于一个不确定的纠缠态,当我们测量其中一个粒子的状态时,如果它自旋向上,那么另外一个粒子此时必然自旋向下。不管你把这两个粒子分离到多远的距离,这种超距作用依然存在。
然而,我们目前无法利用量子纠缠以超光速的方式来传递信息,原因在于我们每一次测量一个例子的时候,粒子所表现出来的确定态都是随机的,因此无法传递信息。
4. 在介质中超越光速
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物理学中讲过,光不仅可以在真空中传播,也可以在介质中传播,而因为光的特性,光在介质中传播时会被降速,按照有效光速计算,光在水中的速度为无介质中的0.75倍。我们看到的核反应堆中,电子被释放出来时的速度十分接近光速,因此,此时的电子就比光子跑得快,而反应堆中所发出的悠悠蓝光,正是电子突破光障时产生的切伦科夫辐射,这是一种光学冲击波。
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