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宇宙中是什么限制了光速？

光速,常数,真空宇宙中是什么限制了光速？

发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：

可以说爱因斯坦的相对论里，不仅是光速的限定，超光速的物体也无法存在。假设有超光速的物体存在，那么它将因果定律打乱，一旦超过光速，甚至会令时光倒流，导致整个宇宙世界的时空因果关系的错乱。

在19世纪的时候，物理学家就做了大量的实验，想通过实验证明牛顿力学中，宇宙以太相对运动，但实验最终都以失败告终。有人曾提出，宇宙大爆炸之后的膨胀速度就是超光速，但这一点并无对比性。速度是以参考性来决定的，而宇宙膨胀速度在整个时空中是相对静止的状态。

那么光速是真的永恒不变的概念吗？在非物质的自然现象也有速度的概念，也就是我们现在比较认知的量子纠缠，其实量子纠缠并不是物理学上的速度。单讲就是在量子世界里，个处在同状态的粒子，其中一个粒子产生状态变化，另一个粒子就会产生变化，这个变化是瞬间变化也就是量子纠缠现象。

也就是说有相同的两个人，无论相距离多远，只要其中一个人发生了某些变化，那另一个人就会瞬间产生相同的变化。同样可以理解为，犹如一个面镜子世界，镜子内外两个世界里发生的微妙变化，我们都知道看镜子内外是通过光来传播的，能看到镜子的瞬间变化只是距离短而已，如果你与镜子的距离，无限放大一千倍一万倍一亿倍，那么你会发现正常镜子内外的事物变化就会出现延时，这就是光的传播速度时有限的，而量子纠缠现象，无论这个距离多远，两者发生的变化仅在瞬间没有任何速度限制，所以量子纠缠是没有实际意义的速度可言。

所以以我们所认知的时空里，光速是不存在超越的，如果有什么能够超光速，那对于整个宇宙来说或许就打破了整个定律。












回答于 2019-09-11 08:43:50

当代物理学指出，任何物体都不能以光速传播

c =每秒299'792'458米。

虽然的价值c与传统的旅行速度相比，这似乎是巨大的，它表明了一个极限，使得星际旅行的实际实现变得不可能。而我们太阳系的另一颗行星以光速在几分钟或至少几小时内就可以到达，这是一次到最近的恒星系统的旅程半人马座阿尔法星已经需要几年的旅行时间。当然，问题仍然存在:有可能比光速更快吗？目前，大多数科学家认为正确答案应该是“不”。然而，必须强调的是，这一说法没有确切的证据。事实上，超光速是否可能原则上取决于真实的然而，当代物理学忽略了时空连续体的结构。基本上，物理学中存在两种截然不同的时空概念，这两种概念都代表一种可能性:

伽利略时空

闵可夫斯基时空

简而言之，加利略时空允许实现比光速更快的速度，至少在原则上，闵可夫斯基时空不允许。这种差异的原因是什么？在接下来的几节中，我们将揭示关键点是全球时间即这个术语的物理意义同时性。事实上，我们称之为二是什么意思空间上实际上，分开的事件是“同时发生的”？我们需要的是对过去、现在和未来的清晰的物理概念，不仅是在地方层面，而且是在全球层面。 需要注意的是，如果没有对全球时间的定义量速度(也就是光速)没有明确的含义。为什么？举个例子:想象一个物体从一个位置移动A到B。它的速度v由公式给出




这里，开始时间t（A开始)和结束时间t（B，完成)从两个中读出空间分离的时钟:一个时钟位于点A另一个在这一点上B。分母中两次的差值t（B，完成)-t（A，start)是一个不定表达式，除非存在如何同步两个时钟的规则，因为时钟B忽略时钟上的“当前”时间A起初。但是，事实上，支持特定同步规则的决定是纯粹的约定，因为似乎不可能从A到B比如“现在初始化时钟！”。因此，速度的实际数量也是常规的，这取决于同时性定义的特定选择。

关于全球时间的问题在不同的参考框架中也很重要。什么是参照系？参照系r只是一些观察者的坐标系。(例如，让我们想象一个物理学家在他的实验室里做实验。)观察者将个人坐标附在所有物理事件上。空间坐标x，y，z(哪里？)和时间坐标t(什么时候？)。他个人参照系中的另一个观察者r '将另一组坐标(不一定相等)附加到所有物理事件上x '，y '，z '和t '。(让我们在这里想象另一个物理学家，他在一列匀速运动的火车上工作v相对于参考框架r。)而两个事件可能同时出现在参考帧中r(同时发生t)，这在参考系中仍然有效吗r '(同时t ')？虽然物理定律在框架上有特定的形式r，是否在框架中获得相同的公式r '还有。答案是由一个与新坐标相关的理论给出的x '，y '，z '，t '敬旧的x，y，z，t。本质上，这是什么相对论是关于。 备注:为了更好地理解不同的时空概念，研究时空的几何表示——时空图(见下文)是富有成效的。在这幅图中，四维时空被简化为二维。而不是三个空间x，y，z和一次坐标t，只使用一个空间和时间坐标，x和t分别是。(很明显，二维绘画和思考要比四维容易得多。为了方便起见，选择这些单元，使得光速等于单位c=1。因此，光线被描述为x=+ct或者x=-ct，在中显示为直线(x，t)-分别位于45°或135°的平面。 鼓励读者通过研究时空图来重构论点。记住x-轴是同时性的线(即时间不变t=0)，而且t-轴是恒定位置的线(x=0)。

伽利略时空 在伽利略时空中，一个绝对时间假设。物理学的先驱艾萨克·牛顿这样定义它以下内容: “绝对的、真实的和数学的时间，就其本身而言，从其自身性质来看，是平等流动的，与任何外部事物无关；也叫持续时间。相对的、明显的和庸俗的时间，是通过运动对持续时间的某种合理的和外在的度量，无论是准确的还是不平等的，它通常被用来代替真实的时间；一小时，一天，一个月，一年。可能是因为没有匀速运动，所以时间可以被精确地测量。所有的运动都可能加速和减速，但绝对时间的流动不会改变。” 因为这个绝对的时间，过去、现在和未来的全球概念在所有的参照系中都是一样的。如果两个事件在一个特定的参考帧中同时发生，这意味着它们在所有参考帧中也是同时发生的。因此，过去和未来的事件之间有一种独特的分离。在伽利略时空框架内，原则上比光速更快是可能的。然而，电磁波被限制为不超过光速c这通常取决于光信号的方向，即测量光信号的参考坐标系。光速只有在绝对时空范围内是恒定的，这也被称为牛顿静止框架。

伽利略时空 已经有各种各样的尝试将电磁波(光)描述为某种介质的激发，非常类似于在介质空气中传播的声波。假设的光介质被称为醚它应该在绝对时空范围内处于静止状态。(这就是为什么绝对框架也被称为乙醚框架有时候。自从狭义相对论建立以来，科学家们谈论“以太”已经变得极其不受欢迎。但是众所周知，电磁波确实可以解释为某种“介质”的激发。然而，从经典物理学的意义上来说，这种介质不是固体或液体，而是受量子力学定律支配的。在量子场论中，它被简单地称为真空(“无效”)。一些物理学家更喜欢将真空解释为时空本身，但这并没有掩盖其真实性质仍然是个谜的事实。总之，这个术语量子醚可以用来表示这两个概念的现代综合。

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