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超光速现象(光速无法被超越?爱因斯坦:有三种现象超光速,并不违反相对论)

时间:2023-11-21 09:15:35阅读:

超光速现象(光速无法被超越?爱因斯坦:有三种现象超光速,并不违反相对论)

爱因斯坦在20世纪初发表的狭义相对论认为:光速是我们宇宙的极限速度,任何静止质量不为0的物体无法达到光速也无法超过光速。

而在更早的19世纪,物理学家麦克斯韦已经证明了光的本质就是电磁波,所以每秒30公里的电磁波才能在一秒内绕地球赤道7.5圈,可以说近两个世纪以来的电磁波通讯,以及目前的全球互联网都归功于爱因斯坦和麦克斯韦。

答案是有,并且不是一种而是三种,最重要的是这三种超光速现象已经被科学界普遍承认了,并不违反爱因斯坦的狭义相对论。

首先是第一种:宇宙膨胀速度超光速。

后来的哈勃太空望远镜的观测结果表明,宇宙时空在145亿光年外的膨胀速度正式超过光速,也就是说145亿光年之外的星系正在以超光速远离地球,它们发出的光也永远不可能飞到地球,所以145亿光年外的星系其实是永久失联状态。

在此需要指出的是,星系本身的超光速移动是因为宇宙时空本身的超光速膨胀,而时空本身并不具备质量,所以不受爱因斯坦相对论的约束,因此宇宙时空本身的超光速膨胀并不违反相对论,因为相对论约束的仅仅是宇宙时空之内的物质,而非时空本身。

不过对于量子纠缠的具体成因,科学界目前还谈不上很清楚,只是把它当做量子力学的基本属性之一来对待的,至于它为什么能超光速纠缠,则是因为量子纠缠本身不能传递信息,不违反因果律,所以也不违反相对论。

虫洞不同于黑洞,它实际上是由两个位于宇宙不同区域的时空点连接而成的“桥梁”,也叫“爱因斯坦-罗森桥”,它能存在是因为宇宙时空是可以被质量弯曲甚至是折叠的,而折叠后的时空可以将两个相隔数千万光年甚至数亿光年的两个位置拉近,从而实现穿越虫洞就穿越若干光年的效果。

遗憾的是,虽然虫洞属于相对论预言的产物,但宇宙学家认为它只在宇宙大爆炸之初的高温高压状态下短暂存在过,在138.2亿年后宇宙温度接近绝对零度的今天,天然虫洞已经失去了存在的土壤,而人造虫洞目前也还没有相应的理论支撑。

所以虫洞极其相关的研究往往常见于科幻作品中,现实中的物理学距离虫洞还比较遥远,距离相对论和量子力学的极限也很遥远。

作为目前科学界公认的三种超光速现象,宇宙膨胀和量子纠缠以及虫洞,在未来一定会被研究得更加细致,科学界目前笃定的关于它们的一系列事实,也许在不久的将来就会被修正,就像当年的牛顿引力论被爱因斯坦的广义相对论修正一样。

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