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宇宙中有没有比光速更快的速度?你知道哪些?
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
宇宙中有没有比光速更快的速度?你知道哪些?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
宇宙中,的确有比光速(光的速度也不是都相同的,这里不做细论了。)更快的速度,几乎是光速度的两倍。不过,还在研究中。宇宙对人类来说,仍然是未知的,须要我们潜心研究!
回答于 2019-09-11 08:43:50
“宇宙中有没有比光速更快的速度?”,其实光速也分很多种,我们可以分为真空下的光速,和在介质中的光速。宇宙中确实存在一些远超真空光速的存在,同时也存在,同样是在介质中,但要比光速快的情况,我们先说第一种,在说第二种。
超越真空光速
关于比真空光速快的情况,很多人其实一下子能够想到的是宇宙膨胀速度。但是在说这个之前,我们可以先要来明确一下“光速限制了谁?”,我们先给出答案:光速的限制是针对于物质、信息、 能量而言的。而具体光速是极限速度的推导是来自于狭义相对论,爱因斯坦在求解相对论质量时,得到了下面这么一个公式:
这个公式告诉我们,静止质量(也就是速度为0时)为0的东西,是可以达到光速的。但静止质量为0的东西,我们知道的只有光子和胶子,而胶子和夸克玩起了夸克禁闭,我们还观测不到自由的胶子,而光子在真空中确实就是光速。
而静止质量不为0的东西,越加速,质量就会越大,质量越大,就难加速,而想要加速到光速,则需要无穷大的能量,因此,静止质量不为0的东西是没办法超光速的。
所以,所谓的不能超光速,是针对于物质,信息和能量而言的。
所以,宇宙空间是可以超光速的,它不属于能量和物质,也不会传递信息。而宇宙诞生之初,就发生过一场大暴胀,宇宙在不到一秒内,剧烈膨胀,体积变大为原来的10^30倍。这个过程是远远超过光速的。除此之外,目前宇宙正在加速膨胀,相对于我们而已,有很多地方都是超光速在膨胀。
除了宇宙膨胀,还有相速度是超光速的。
那什么是相速度呢?我们可以想象一下,往水里扔一块石头,就会激起波浪来,是一个个环形的,我们也可以叫做波环。
波环其实其实可以看成一组拥有不同传播速度的独立子波构成的。其中波长比较长的子波传递速度更快一点,就像下面的红点,红色的速度被称为相速度,波长较短的子波传播速度较慢,就像下面的绿点,绿的速度被称为群速度。
其中,相速度是可以超光速的,但是这并不能代表什么,因为相速度的超光速并不意味着信息和能量的传递超光速。
除了宇宙空间的膨胀,相速度,量子纠缠其实也是超光速的,但同样的,并没有办法实现信息和能量的超光速传递,这是因为量子纠缠的前提是量子叠加态,一旦你要进行信息传递的操作,叠加态就会坍缩,因此并无法实现信息的传递。所以,这个理论本质上是用来加密的。
当然,还有一种超光速,我们姑且叫做影子和光斑。那就是你拿激光照射超远距离的天体,比如说就月球,这时候月球上就有光斑,然后你瞬间晃动一下方向,这时候,这个光斑会瞬间移动其他地方,比如说:墙上,这时候光斑的移动速度其实也超光速了,但是同样的,它并没有办法传递任何信息。
再比如:卡西米尔效应,说的是你把两个不带电的导体板平行放得非常得接近,这时这两块板子之间会有非常微弱的力,这个力还能被测量,这就被叫做卡西米尔效应,它是由真空能引起的。经过理论计算,我们可以知道,在两块板子之间的横行运动的光子的速度要比光速大一点。不过呢,实际上,卡西米尔效应也没办法超光速通信。
除了这些,其实还有不少,这里就不一一列举了。
同一介质下超越光速
在核反应堆中存在一种蓝光,科学家发现,这是一种电磁辐射,它在介质中运动的点和速度可以超过在同样是在这介质中的光速,这种辐射就叫做契伦科夫辐射。不过,这里我们要记住一点,那就是这个辐射并没有超过真空中的光速c,它只是超过了水中的光速,也就是75%的光速。
常见的伪超光速
实际上,我们还经常听到别人说的超光速,实际上并没有超光速的粒子。这其中就属“中微子”的情况最多。最近的一次实际上是实验人员的操作失误。还有个比较有名的,但其实也早被证实是“伪超光速”的是发生在1987年2月23日晚上的,编号为SN1987A的天体发生了一场超新星爆炸,当时中微子比光子早到地球3小时,于是,很多人号称找到了超光速的证据。(因为中微子是有静止质量的。)
但实际上,这个只能说明超新星模型预测得还是有点准的。这是因为引力在坍缩之前,强烈地挤压了电子和质子之间的空间,然后这当中的电子简并力没办法抵抗。于是就发生了电子进入原子核,电子和质子转变成中子,释放出中微子。然后由于引力的作用下,恒星的内核发生了极其剧烈的核聚变反应,才产生的光子。所以,整个过程,实际上是光子的产生要晚于中微子导致的,而不是中微子超光速。
关于,超光速的内容,就说到这里。
回答于 2019-09-11 08:43:50
以目前的科技来说,人类有没有发现比光速还快的速度?
答案是有,我可以说几个。但在说之前先讲一下光速限制原理,爱因斯坦的相对论告诉我们宇宙中信息和能量传递的最高速度是光速(约30万公里/秒,是光在真空中的传播速度。),也就是说传递信息和能量的任何物体的运动速度都不超过光速,光速限制原理就是光速不变原理的另一种表达。因为光速对于任何参考系来说都是一样,那怕是两束相反方向传播的光,它们相对的速度仍是30万,光被限制在了30万的光速永不变。当然说起来限制的是光,没有限制别的东西,但相对论的质量效应公式告诉我们:
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