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光速是宇宙中最快的速度嗎?科學(xué)稱有四種速度超越了光速

 llljjgg 2021-04-03

人能實(shí)現(xiàn)對地球的整體認(rèn)識,能走出地球靠什么呢?事實(shí)上,是速度。為什么古代的人對地球都不了解,不知道天上的星星是怎么回事?沒有速度優(yōu)勢,主要還是不能迅速到達(dá)地球的每個(gè)角落,更不能走出地球。

只有當(dāng)人類走上科技發(fā)展的道路,依靠科技的力量,發(fā)明了強(qiáng)大的交通工具后,我們才能真正開闊眼界,跨過海洋,走遍地球的每一個(gè)角落。在擁有速度優(yōu)勢后,地球從原來的廣袤世界變成了一個(gè)地球村,而隨著速度的不斷提升,我們終于從地球上走出來,看到了這個(gè)巨大的宇宙。

光速是宇宙中最快的速度嗎?科學(xué)稱有四種速度超越了光速

早期科學(xué)家認(rèn)為,物體的速度沒有極限,可以無限提升,只要人類的科技努力發(fā)展下去,宇宙很快也會(huì)變成宇宙村,人類就會(huì)成為宇宙之王。但后來科學(xué)家提出了“光速不變”理論,并在數(shù)百年的研究探索之后,變成了無法改變的事實(shí)。

這時(shí),光速就變成了物體的極限速度,這是宇宙中最快的速度。這一結(jié)論,令人絕望,要知道在浩瀚的宇宙中,光速只能算是龜速,以這樣的速度,別說探索整個(gè)宇宙,就連星系我們也走不出去。

所以光速是宇宙中最快的速度嗎?在相對論提出之前,愛因斯坦確實(shí)是宇宙中速度最快的人,但廣義相對論提出后,一切都變了。經(jīng)過研究,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),宇宙中至少有四種速度遠(yuǎn)超光速。

光速是宇宙中最快的速度嗎?科學(xué)稱有四種速度超越了光速

也許有人會(huì)說,相對論不也是指,物體只能無限接近光速嗎?為什麼會(huì)有超過光速的速度存在?事實(shí)上,許多人對相對論的理解還是很片面的,相對論有狹義相對論和廣義相對論之分,在狹義相對論中,物體的極限速度確實(shí)是光速,但廣義相對論提出了時(shí)空扭曲的概念。

物理世界的極限速度是光速,這條宇宙鐵律有一個(gè)前提條件,即有靜止的物質(zhì)。要是沒有靜止質(zhì)量怎么辦?它能超過光速嗎?從理論上講,宇宙中不存在沒有質(zhì)量的物質(zhì),甚至光子也同樣具有靜止質(zhì)量,因此光子的速度也不能超過光速。

確實(shí),物質(zhì)不可能沒有質(zhì)量,但在宇宙中有一種東西,它不具有靜止的質(zhì)量,它就是時(shí)空。時(shí)間和空間沒有質(zhì)量,因此時(shí)空的扭曲速度可以超過光速,而宇宙中能超過光速的東西,都與時(shí)空的扭曲有關(guān),這也是愛因斯坦相對論的偉大之處,它帶給人類希望。

光速是宇宙中最快的速度嗎?科學(xué)稱有四種速度超越了光速

在奇點(diǎn)大爆炸的瞬間里的速度。

在60年代,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射,并據(jù)此推論出宇宙起源:奇點(diǎn)大爆炸。138億年前,一個(gè)奇點(diǎn)引發(fā)了一次超乎想象的爆炸,在爆炸之后的10^(-35)到10^(-33)秒之間,宇宙發(fā)生了爆炸(inflation),基本粒子和各種作用力由此誕生。

經(jīng)過這么短時(shí)間的激增,宇宙的范圍擴(kuò)大到1千萬光年,激增的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過光速,這是我們無法用具體數(shù)字來描述的速度。假如人類的飛船能在大爆炸瞬間達(dá)到這樣的速度,那么這個(gè)宇宙就真的有可能變成一個(gè)宇宙村。

第二,宇宙膨脹的速度。

1929年,著名天文學(xué)家愛德文·哈勃提出“哈勃定律”,為宇宙正在膨脹提供了例證。隨后的探索歲月中,科學(xué)家們通過大量觀測數(shù)據(jù)證實(shí)了宇宙確實(shí)在迅速膨脹,并且膨脹速度超過了光速。

光速是宇宙中最快的速度嗎?科學(xué)稱有四種速度超越了光速

事實(shí)上,我們從宇宙誕生的時(shí)間和現(xiàn)在宇宙的大小對比,也可以很清楚地看到宇宙正在超光速膨脹。僅以目前可以觀察到的930億光年來看,宇宙起源于138億年,光速為每秒300,000公里,假設(shè)宇宙的膨脹速度為光速,那么現(xiàn)在宇宙的范圍應(yīng)該是138億年,而實(shí)際數(shù)據(jù)卻是930億年。

宇宙的膨脹速度超過了光速,這一點(diǎn)僅僅可以觀察到,但是我們不要忘記,真正的宇宙可以達(dá)到930億光年,這是目前人類所能測量到的,而且很可能只是宇宙范圍的冰山一角。對比這些資料,我們可以得出宇宙的膨脹速度超過光速的結(jié)論。

光速是宇宙中最快的速度嗎?科學(xué)稱有四種速度超越了光速

此外,科學(xué)家們還通過宇宙膨脹率計(jì)算觀測發(fā)現(xiàn),星系離我們的速度與距離成正比,離我們越遠(yuǎn),星系離我們的速度越快。在距離增加到一定程度后,星系離我們遠(yuǎn)的速度將超過光速,因此,可以觀察到的宇宙范圍已經(jīng)確定。

第三,量子糾纏速率。

二十一世紀(jì),量子力學(xué)的發(fā)展迎來了新的變數(shù),在對其不斷探索中,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),量子力學(xué)領(lǐng)域與宏觀物理學(xué)領(lǐng)域完全不同,有些現(xiàn)象完全顛覆了我們的認(rèn)識,其中最具代表性的就是量子糾纏。

在量子力學(xué)中,兩個(gè)粒子糾纏后,不管兩個(gè)粒子離得有多遠(yuǎn),只要其中一個(gè)粒子發(fā)生變化,另一個(gè)粒子就會(huì)對距離和空間產(chǎn)生快速反應(yīng)。這種反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過光速,愛因斯坦稱之為“鬼魅般的超距作用”。

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4.蟲洞穿越率。

在廣義相對論中,愛因斯坦提出了時(shí)空扭曲的可能性,這也同樣提出了宇宙中可能存在蟲洞的可能性。蟲洞又稱時(shí)空洞,是連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道,在宇宙中可能存在。

通常,宇宙間的距離就是宇宙間的距離,例如,兩個(gè)星系相隔一百萬光年,以光速飛行,并且至少要花一百萬年才能到達(dá)。但是因?yàn)闀r(shí)空的扭曲,如果是在極度扭曲的情況下,那么就有可能在這兩個(gè)星系之間形成一個(gè)蟲洞,穿過蟲洞只需幾個(gè)小時(shí),經(jīng)過之后就會(huì)到達(dá)目標(biāo)星系。也就是說,飛船只花了幾個(gè)小時(shí)就穿越了一百萬光年,這樣的速度就超過了光速。

而且蟲洞理論也是人類未來星際探索的希望,如果蟲洞不存在,人類探索宇宙的夢想很可能會(huì)破滅,畢竟夸張的宇宙距離,是無法以普通速度跨越的。只有理論上存在的蟲洞才有希望讓我們在宇宙中自由漫游,實(shí)現(xiàn)星際航行。

光速是宇宙中最快的速度嗎?科學(xué)稱有四種速度超越了光速

上述四種速度都比光速快,它們都與空間有關(guān),而愛因斯坦的相對論恰恰是一種對空間更為清楚的認(rèn)識??梢姁垡蛩固篂槿祟愖龀隽硕啻蟮呢暙I(xiàn),也難怪在科學(xué)界,愛因斯坦穩(wěn)穩(wěn)坐在第一把交椅上,至今無人能超越。

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