酶在人体中扮演着很重要的角色
“无法超越”的光速极限科学家一直在不停地寻找除了地球之外 , 宇宙中第二颗甚至更多颗能够适合人类生存的星球 。
但随着科学家的不断探索 , 我们会发现这些星球都离我们十分遥远 。
目前发现最适合人类居住的第二颗星球:火星
如何去这些星球生活 , 就引出了一个最致命的问题:速度 。
我们目前已知宇宙中最大的速度就是光速 , 即便我们飞船的速度达到光速 , 要飞到最近一颗恒星也需要花费四年时间 。
于是科学家们就想到了超光速 , 在宇宙大爆炸理论中 , 奇点在爆炸时 , 宇宙膨胀的速度确实超越光速 , 但是我们人类能够超越光速去遨游太空吗?
答案是不能 , 如果根据质量和能量的变化 , 粒子的质量变能量 , 那么要使速度越大 , 达到的能量就需要越大 。
如果我们想要接近光速或者超越光速 , 那么物体的质量也会无限大 。
飞天梦想已经实现
所以爱因斯坦在相对论中 , 提出了光速极限的问题 。
任何有质量的物体运动的速度只能无限接近光速 , 既不能达到也无法超过 。
而光速之所以是最大的速度 , 是因为光子没有质量 。
根据计算 , 光在真空中的运动速度达到299792458m/s 。
我们知道黑洞中的宇宙射线已经以很快的速度在运行 , 但是它的速度仍然只能无限趋近于光速 。
人类目前还没有办法达到光速
而目前我们建造的大型强子对撞机 , 能够使粒子的速度加快到299792455m/s , 但仍然没能达到光速 。
对于抱有去宇宙旅行 , 并且移民太空的人类来说 , 这个理论的证明当然并不是一件好事 。
本身我们依靠光速也很难在短时间内达到想要移民的星球 , 何况我们现在根本就没有办法制造出能够达到光速的宇宙飞船 。
所以人们难以接受这个理论也是情有可原 , 对于那些想要实现超光速的科学家来说 , 那么进行时空扭曲 , 或许还有实现的可能 。
毕竟过去宇宙在膨胀的时候 , 速度就可以超越光速 。
大型强子对撞机
“不同人生”的叠加态科学家们曾经进行过这样一组实验:双缝干涉实验 。
通过这组实验 , 科学家发现了微观世界中的一个量子系统里 , 几个量子态会出现归一化线性组合 , 形成一种叠加态 。
当时科学家进行这一实验的目的 , 只是为了争论“光到底是粒子还是波” 。
杨氏双缝干涉实验图
结果科学家发现 , 当单个光子通过单缝板的时候 , 呈现的就是一条竖线 , 这说明光是由粒子组成 。
但是当单个光子穿过双缝板时却出现了多条竖线的干涉波纹 , 那光子又变成波了?
显然并不是这样 , 当科学家在两旁架起观察装置的时候 , 干涉波纹却消失了 。
爱因斯坦对此的解释是光具有波粒二象性 , 但很显然有很多人并不认可 。
双缝实验示意图
在此之前 , 与爱因斯坦在同一战线的薛定谔也做过一个思想实验 , 也就是我们熟知的“薛定谔的猫” , 在这个实验中 , 被关在不透明箱子中的猫 , 由于放射性原子的半衰期仅有一半的几率会衰变 , 所以此时的猫就呈现出了“死-活叠加态” 。
爱因斯坦和薛定谔似乎一直站在量子力学的对立面 , 并且对量子力学中的叠加态并不认可 , 但科学家确实通过相关实验证明了这一理论的合理性 。
爱因斯坦相对论
“一炸生万物”的大爆炸宇宙论关于宇宙如何诞生 , 目前最主流的说法就是大爆炸宇宙论 。
宇宙是在138亿年前 , 由一个致密的奇点爆炸而来 。
在奇点爆炸后 , 大量的物质喷射而出 , 宇宙体系就由这些物质组合而成 , 并且在很长一段时间里 , 一直不停地膨胀 , 直到现在 。
虽然对于大爆炸宇宙论本身 , 科学家还没有完全证明其正确性 , 但是与之相关的几个理论却已经得到证明 。
超新星爆炸
比如宇宙膨胀 , 第一个发现宇宙在膨胀的是美国科学家埃德温·哈勃 。
1929年哈勃在加利福尼亚州帕萨迪纳的卡内基天文台 , 观测到了星系红移的现象 , 并且他通过对每个星系中被称为仙王座的可变恒星表观亮度的观察 , 来测量它们的相对距离 。
结果证实那些遥远星系正在远离地球 , 也就是说宇宙还处于膨胀状态 。
而这些星系的红移与星系和地球的距离成正比 , 距离越远的星系 , 未来也会一直远离我们 。
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