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光速不可以超越?如果超光速结果会怎样,让时间倒流吗?

地球上的生机勃勃,都要得益于几十亿年以来太阳不断地发光发热,它把能量带到了地球之上,植物的光合作用把太阳能固化,从而地球上的能量金字塔就有了能量的供应,这也供养了地球上数百万个物种的生存与繁衍。在地球上光随处可见,它对于人类的生产生活十分重要,但同时却又最容易被人忽略。现在我们知道光是一种电磁波,它在真空中的速度是30万公里每秒,但是在很早以前人类认为光是瞬时的没有速度。

这也跟我们日常生活中的一些现象比较类似,例如无论距离多远只要点亮灯光,光线貌似都可以瞬间到达。从400多年前开始,伽利略率先对光速测量发起了冲击,那个时候已经有意识的认为光是有速度的,只不过速度很快而已。

       光速不可超越吗?

光可以说是宇宙中最常见却也最神秘的存在,爱因斯坦认为光速是不变的并且不可超越的,这就打破了我们常规的认知。一个物体的速度可以分为绝对速度和相对速度,这都要取决于参考系是什么。例如人在高速行驶的列车上走动,我们的速度相对于列车就是正常的行走速度,如果相对于地面那就是列车的速度加上行走速度,这通过伽利略变换可以很轻松的极端出来。

但是光速却不同了,爱因斯坦认为光速不变,无论是静止的光源还是高速运动的光源,它最终的速度都是光速,在这里就不能利用伽利略变换速度叠加了。光速电磁波,根据麦克斯韦的方程组可以知道,震荡的电场产生震荡的磁场,震荡的磁场产生震荡的电场,就这样光的速度实际上是传递过程中的“反应速度”,跟光源的速度无关。

不仅如此,爱因斯坦认为有静止质量的物体不能达到光速,因为根据质增原理,随着物体运动速度的增加,它的质量也会不断增加,当物体运动速度无限接近于光素,那么它的质量接近于无穷大,根本没有充足的能量让物体加速到光速。

实际上自然界中也存在超光速的案例:

01、宇宙膨胀速度超光速

按照目前的主流科学观点,宇宙诞生于138.2亿年前的奇点大爆炸,到今天为止可观测宇宙直径大约是930亿光年,宇宙在加速膨胀并且膨胀速度超光速。

02、量子纠缠速度超光速

这是量子力学中比较诡异的一种现象并且真实存在,量子纠缠的速度远超光速,但并不可实现信息的传递。处在纠缠态的两个量子,当观测其中一个量子为左旋,另外一个自然就为右旋。而因为量子的不确定性原理,它的自旋状态是观测的那个瞬间才确定的。

03、量子隧穿超光速

目前已经有科学家量子隧穿的速度进行测量,科学家发现它们穿过障碍时几乎不消耗时间或者说是瞬时完成的。

       超过光速会让时间倒流吗?

虽然自然界中存在多个超光速的案例,但并不违反爱因斯坦对于光速的定义,他的准确描述应该是:有静止质量的物体达不到光速;信息传递速度不超光速,宇宙膨胀速度其实膨胀的是空间,并不是物体,而量子纠缠也无法传递信息。

而超光速让时间倒流这种谣言也是跟爱因斯坦的狭义相对论有关,爱因斯坦的横空出世彻底打破了牛顿经典力学的统治世界,或者说修正了经典物理学。狭义相对论认为时间和空间是一个整体并且是相对的,它们与物体的运动速度有关,根据狭义相对论的时间膨胀效应,物体运动速度越快时间的流逝速度越慢,当物体运动速度无限接近于光速,那么时间无限接近于静止。

但是爱因斯坦的时间膨胀效应到这里就结束了,理论上来讲物体只能无限接近于光速,但是永远达不到光速,而有些人继续推导认为当物体达到光速时间静止,而超过光速的时候时间倒流,从这个角度来讲实现了穿越时空回到过去。但真实的情况并非如此,有静止质量的物体是无法达到光速的。

但是爱因斯坦广义相对论预言的时空结构“虫洞”,给穿越时空留下了一丝的理论机会,穿过虫洞就是穿越了时空,但到目前为止科学家并没有在宇宙中发现虫洞存在的痕迹。

       说在最后

宇宙对于人类来说过于辽阔,目前的情况我们甚至都无法彻底掌握太阳系,因此还是比较期待有一天可以实现“穿越时空”,但抛掉科幻的角度不谈,理论上我们只能期待虫洞的存在了,至于超光速来实现穿越时空是不现实的。

文/科学黑洞,图片来源网络侵删。