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 , 并且是从零开始的 。 但是自从暴涨理论被提出以后 , 我们已经不这样认为了 , 这已经是个过时的概念 。
暴涨理论说 , 时间并不是从零开始的 , 而是从10^-41秒开始 , 这时的宇宙已经存在 , 大小差不多就是地球到太阳的距离 , 一个天文单位 。
空间中并不存在任何物质粒子 , 只有真空能量 , 并且真空能量正导致宇宙以指数级的方式膨胀 , 并于10^-36秒 , 暴涨结束 。
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 , 这个过程被称为再加热阶段 , 也是热大爆炸的开始 。
所以我们说的大爆炸并不是嘭的一声 , 而是在描述当时热的、快速膨胀的状态 , 并没有任何东西爆炸 。
膨胀速度有多快呢?你看 , 宇宙诞生后的一秒 , 就已经有1光年的范围了 , 1年就有银河系的范围了 , 这个速度远远的甩光速几条街 。
2、现在宇宙的膨胀速度 , 在136亿光年以外依然超光速 。
现今的宇宙依然在加速膨胀 , 这一点我们已经听了无数次了 , 宇宙膨胀的速率为20公里/秒/百万光年 , 也就是说每增加1百万光光年的距离 , 空间的膨胀速度就会增加20公里/秒 。
这就跟我们吹气球一样 , 也跟我们在烤箱里蒸面包一样 , 宇宙就是以这样的方式膨胀的 , 如果这样的速度计算的话 , 目前136亿光年以外的星系 , 都在以超光速的速度远离地球 。
但空间自身的超光速并不违背狭义相对论的基本原理 , 因为物理法则从来没有现在空间怎么样 , 而是限制的时 , 质量粒子在空间中的运动 。
你肯定会问 , 那星系不也跟着超光速了吗?星系的推行速度确实是超光速了 , 但是它们并没有相对于空间在运动 , 只是我们和星系之间的空间膨胀了 。
3.量子世界里的纠缠现象 。
这个现象简直就是个魔鬼 , 让爱因斯坦头疼不已 , 因为这个现象直接冲击到了爱因斯坦的世界观 , 他认为这个世界存在局域性 , 不能超光速 , 不会存在鬼魅的超距作用 。
例如在量子世界里 , 两个伴生相互耦合的粒子就处在一个不确定的纠缠态 , 当我们测量其中一个粒子的状态是 , 如果它自旋向上 , 那么另外一个粒子此时必定自旋向下 。
神奇的是 , 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 , 测量一个粒子 , 另外一个会瞬间做出选择 。
1964年 , 约翰·贝尔提出论文验证了量子纠缠的真实性 , 显然爱因斯坦错了 , 不过他的相对论依然正确 , 因为我们无法利用量子纠缠以超光速的方式来传递信息 。
原因在于 , 我们每次测量一个粒子的时候 , 粒子所表现出来的确定态都是随机了 。 因此无法传递信息 。
4.在介质中超越光速
光不仅可以在真空中传播 , 也可以在介质中传播 , 不过光在介质中就会被降速 , 其中有效光速为c/n(n为介质的折射率 , 总是大于1) 。
因此在光在的水中的速度为0.75c , 这个降速还是比较大的 , 例如在核反应堆中 , 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的快 。
而反应堆的幽幽蓝光 , 正是电子突破光障时产生的切伦科夫辐射发出的 , 这是一种光学“冲击波” 。
总结
宇宙中的速度极限应该这样说:传递信息的速度不能超过真空中的光速 。 而不能表达为光速不可超越 , 这句话是错误的 。
【还认为宇宙中光速最快?醒醒吧,这四个速度远超光速】如果我们未来能够制造出虫洞 , 也就是将时空折叠 , 我们就能打破距离的限制 , 去往宇宙的任何地方 。 不过想要在真空中达到、甚至超越光速旅行、传递信息是不可能的 。
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