量子糾纏 光速是宇宙速度的極限？在這幾個速度面前，光速簡直就是“龜速”
相信大家都知道愛因斯坦的相對論，或許你不是很了解，但起碼聽說過。相對論又分為狹義相對論和廣義相對論，其中狹義相對論中有一個重要核心就是“光速限制”，簡單說就是“光速是宇宙速度極限”。
文章插圖
光速的這種特性也意味著因果關系的存在，我們的現(xiàn)實世界存在因果性，說白了結果一定是在原因之后發(fā)生，這也是大自然的一個基本法則。這個很容易理解，舉個簡單的例子，你打自己一記耳光，然后才會感覺到疼。不可能出現(xiàn)下面這種情況：你先感覺到臉疼，然后自己打自己一耳光。不過相對論中的“光速限制”并不是絕對的，說具體點：大自然中任何具有靜質量的物體，或者任何攜帶信息能量的物體都不可能超光速。速度極限光速大約每秒30萬公里（準確值299,792,458米/秒），宇宙萬事萬物，不管是我們每天看到的宏觀物體，還是非常微小的微觀粒子，比如說電子，質子，中子等都不能以光速飛行，只能無限接近光速。為何不能達到光速？狹義相對論表明，物體速度越大質量就越大（更嚴謹?shù)恼f法是動能更大），如果物體無限接近光速，動能就變得無限大。而能量與質量其實是等效的，能量和質量只是物體表現(xiàn)出來的兩面性而已。如果想要一個物體達到光速，意味著需要無限多的能量，整個宇宙的能量都不夠，這顯然是不可能的。人類目前創(chuàng)造的最快速度已經(jīng)非常非常接近光速了，在大型粒子對撞機中可以把微觀粒子的速度加速到299,792,455米/秒，達到了光速的99.999999%！與光速只差了一點點。但不要小瞧這一點點，不要認為“我們加把勁”就能達到甚至超越光速了，這“一點點”就是永遠不能逾越的鴻溝。不要說渺小的人類了，就是最恐怖的黑洞，也無法把物體的速度加速到光速。
文章插圖
但狹義相對論中的“光速限值”只是限值有靜質量的物體，這意味著如果沒有靜質量，可以達到光速，準確地說“沒有靜質量的物體必須以光速飛行”。比如說引力子（目前還是假設概念），膠子，光子等天生就以光速飛行，沒有任何加速過程。
文章插圖
愛因斯坦的狹義相對論體現(xiàn)了光速限值，其實自然界本身必須有光速限值，因為自然界中有我們熟悉的因果律，如果一個物體超光速飛行，因果律將被打破，整個宇宙就徹底陷入混亂，甚至會分崩離析。舉個例子，如果可以超光速，你用獵槍射殺獵物，子彈的速度超光速，你會看到獵物先倒下，然后你才會扣動扳機，因果律完全被打破了，現(xiàn)實世界徹底亂套，讓人捉摸不定。再到這個世界的現(xiàn)實本質，這個世界是由物質組成的，而物質是靠基本的作用力電磁力，強力，引力組合在一起的，而這三種基本作用力又是靠光子，膠子，引力子傳遞作用力的。如果物體的速度超越光速，意味著以上三種力根本追不上物體本身，怎么可能把物質粘合在一起呢？沒有物質，又哪來的宇宙呢？不過話說回來，“光速限值”并不是絕對的，是有前提的，這個前提就是“任何具有靜質量，攜帶信息和能量的物質都無法超越光速”，這意味著大自然并沒有徹底關閉“超光速”的大門，還給我們“開了一扇窗”去盡情地超光速。以下就是幾種超光速現(xiàn)象，而且是遠超光速。在某種介質中超光速光速每秒299,792,458米/秒是真空中的速度，其實現(xiàn)實中光速是達不到這個速度的，因為大自然中充滿了各種介質，而光在介質中的傳播速度總是小于光速，傳播速度為c/n，其中c是光速，n是介質折射率，n總會大于1。事實上多數(shù)時候，介質中的光速遠小于真空中的光速。比如說光在水中的速度只有0.75c。利用光的這種特性，我們就可以在某種介質中“超越光速”（當時不是真空中的光速，而是介質中的光速），達到“光障”效果。科學家也確實做到了。
文章插圖
一個物體可以在比介質中的光更快的速度穿越介質，產(chǎn)生光光激波（光障），這種光波被稱為“切倫科夫輻射”（怪異的藍光）。物體必須在密度比較大的介質中快速移動，光障效果才可以被我們的肉眼看到。比如說，核反應堆以非常高的速度噴出電子，高速電子穿越冷卻水的速度就比水中的光速還要快，就會產(chǎn)生錐形激波。宇宙大爆炸時的暴漲速度
推薦閱讀
- 原神富貴登門簽到獎勵介紹：可獲得糾纏之緣*10
- 閃電俠以光速奔跑為什么他身邊的人并沒有變老
- 為什么沒有物體可以超光速？ 為什么不能超光速
- 為什么國內的科普幾乎沒有系統(tǒng)深入介紹量子理論的
- 怎樣擺脫川藏線上乞丐的糾纏？
- 中國重大宣布：量子計算機控制系統(tǒng)，或在2年后全面投入使用!
- 量子特攻槍械皮膚怎么獲得 有什么方法
- 光速不變原理成立，但科學家有沒有確定0.5c變沒變？或0.8c，或0.93c變嗎？
- 如何簡單學會光速QA？
- 磁場的傳播速度是多少。比光速快嗎？