新成果将挑战爱因斯坦?宇宙中的超光速现象,原来与物质有关



新成果将挑战爱因斯坦?宇宙中的超光速现象,原来与物质有关

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们都知道一个物理学概念是物质的运动速度不可能超过光速 , 于是我们在看到科幻电影里有超光速飞行的情节就会对此嗤之以鼻 , 但其实超光速现象在宇宙中比比皆是 。 我们所说的不可超光速指的是物质的速度极限 , 就连爱因斯坦的相对论也是以光速作为标准定义的 。 那如果某种速度现象并非物质运动呢?是不是这种现象就不用受到狭义相对论的束缚而可以超过光速呢?
宇宙膨胀速度答案是肯定的 , 只要不是物质 , 就好似进入了狭义相对论“三不管”地带 , 这就可以解释我们为什么能够看到远在几十亿光年以外的星球 。 在宇宙大爆炸发生的瞬间 , 宇宙处于暴涨时期 , 这期间的宇宙膨胀速率以指数级增加 , 其速率远远超过了光速 。 宇宙膨胀是空间的膨胀 , 在暴涨时期两个粒子之间的距离会因为空间膨胀而被拉大 , 这种速率就远远超过光速 , 而其实两个粒子之间并没有加速到超光速 , 超过光速的仅仅是空间膨胀速率罢了 。
我们可以这样认为:甲和乙站在同一条马路上 , 二人静止不动只相隔5米远 , 马路却在一瞬间延长了 , 二人变成了相隔10万千米远 。 我们不能把这种情况的甲和乙看作超光速了 , 因为甲和乙并没有感受到任何加速过程 。 因为人体属于物质 , 不可能被加速至超光速 , 但空间不属于物质范畴 , 这种超光速现象本身并不违背狭义相对论 。
量子纠缠还有一种超光速现象就是量子纠缠 , 量子纠缠无法用经典力学解释 , 是一种只发生于量子系统的现象 。 2017年 , 墨子号飞船实现了把一对互相纠缠的粒子分发到相距超过1200公里的距离后 , 仍然可以保持量子纠缠的状态 , 并且这种作用几乎没有间隔时间 。 科学家就做了一个大胆的猜想:以两颗速率相同的电子为例 , 一颗放置在太阳边 , 另一颗放置在冥王星 , 在如此遥远的距离下 , 它们仍保有关联性 , 仿佛两颗电子有着超光速的秘密信使一般 。 我们从这里也不难看出 , 这两颗电子也并没有被加速到超光速 , 这其中的量子纠缠也同样不涉及狭义相对论 。
超光速粒子2011年 , 欧洲核子研究中心发现被送往732公里之外实验室的中微子们比光速快了60纳秒到达 , 虽然这是很少的差别 , 但这一现象一旦经过证实将会给物理学界带来巨大的变化 。 但科学家们还是慎之又慎地反复测验 , 此后的三年科学家一共进行了一万五千次中微子发射 , 而每一次的结果都指向同一事实:这些中微子 , 就是要比光速快 。
但科学界的另一些声音提出了质疑 , 他们认为宇宙中不可能存在粒子本身就可超越光速 , 一定是欧洲的设备年久失修导致的错误结果 。 最终这项新研究理论还是败给了爱因斯坦先生的定理 , 但坚持这项理论的科学家依旧解释:宇宙中一定有着超光速粒子的存在 , 只是我们还没发现罢了 。
【新成果将挑战爱因斯坦?宇宙中的超光速现象,原来与物质有关】必须再次强调 , 宇宙中的超光速行为属于非物质运动的速度现象 , 而相对论限制的速度极限只是物质运动的速度现象 。 事实上信息和能量的传递必然需要物质的参与 , 这也意味着凡是存在超光速现象的介质一定是与物质有关 。 没有物质还能进行信息和能量的传递么?答案是否定的 , 但宇宙中是否只是存在这两种超光速现象我们不得而知 , 可能在不久的将来 , 科学家还有着更多的发现 。

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