宇宙中有超过光速的速度存在吗?

探索 2020-09-29 07:47:12 1 宇宙 体育 相对论 宇宙飞船

光速被认为是宇宙中的极限速度,任何物体都无法超越光速。但在现实生活当中,宇宙中却存在着一些超光速的现象,打破了我们科学家们原有的认知。

众所周知,速度是代表物体运动快慢的一个物理量,从理论上来说,速度应该是无限的。


但在爱因斯坦的相对论中有这样描述:“一个有质量的物体,它的速度是有限的,速度可以无限地接近光速,但是却永远都无法达到光速”。

为什么光速不可超越?

对于光速不可超越的这一说法来源于爱因斯坦的狭义相对论,在狭义相对论中,任意一个物体的速度只能无限接近光速,无法超越。

也可以理解为,对于有静止质量的物体来说,不管它的质量是多少,都只能无限接近于光速,但是不可能达到光速。


为什么会这样呢?其实这在爱因斯坦的质能方程E=MC²中就有很好的解释,E表示一个物体所拥有的能量,M代表物体的质量,C代表着光速。从这个方程式中我们可以看出,能量与质量存在着一定的比例关系,质量越大能量也就越大。

反过来,物体的能量越大它的质量也就越大,其中也包括动能。换句话说,如果一个物体要想达到光速,随着速度越来越接近光速,质量也将会变得巨大。


比如当一艘宇宙飞船以90%的光速飞行,那它此时的质量是飞船相对静止时的两倍,这也意味着引擎必须加倍输出才能使飞船加速前进,因此飞船的速度越高,其能量也就越高,质量也会变得越大,此时飞船内的一切也会变得越来越重,这就是质增效应。

再来看牛顿的速度叠加公式,如果火车以4/5倍的光速运动,而火车上有一个人在以3/5倍光速在车上走,那么地面上看来:火车上人的速度应该是4/5+3/5,即8/5倍光速,大于光速。


但当火车以接近光速运动的时候,在车上的人自己感觉一切正常,不过从地面上视角来看,发现车上的人移动速度非常慢,所以车上的人在往前走,而在地面看来,根本不是3/5倍光速,而是远远比这个速度小很多。

在这个时候,车上的一切物理变化,化学变化等,其实在地面上的人看来都是非常缓慢的,因此地面上的人看火车上的人最终速度应该是等于4/5倍光速加一个远远小于8/5倍光速,总速度还是小于光速!


对于光速不可超越,更精确一点来说,是任何有能量和信息的传递速度不能够超过光速。

超过光速的现象。

一、宇宙膨胀速度

根据推测,目前我们宇宙的年龄为138.2亿年,而我们可观测宇宙的半径达到了460亿光年,也就是说在过去的138.2亿年中,宇宙至少膨胀了460亿光年。


这样计算的话,在过去的138.2亿年中,宇宙膨胀的平均速度至少为光速的3.32倍。也正是由于宇宙的超光速膨胀才使得现在宇宙的可观测直径达到了920亿光年。

二、量子纠缠

所谓的“量子纠缠”指的是,两个粒子在互相纠缠的状态之下,不管这两个粒子相距的距离是有多么遥远,其中的一个粒子做出什么动作的同时,另一个粒子也会相应的没有延迟的做相同动作。因此,距离对于这两个处于互相纠缠的粒子来说根本不是问题,而它们之间的联系机制也远远的超越了光速。


三、虫洞理论

虫洞这个概念最早是在1916年由奥地利的一位物理学家提出来的,又被称为爱因斯坦—罗森桥,是指宇宙中一种奇特的天体,用来连接宇宙遥远空间和时间的。

尽管目前没有什么证据来证明虫洞的真实存在,但科学家们预测虫洞会以时空端点之间的捷径形式而存在,如同一个时空隧道一样,可以实现瞬间转移,甚至还是超越时间和空间的一种通道。


总之,虫洞可以让两个距离相对来说很远的局部空间瞬间离得很近,这种瞬间是远远超过了光速的,然而目前的“虫洞理论”只是一种假设。

综上所述,对于这些超光速现象其实并不违背相对论,更准确一点的理解的话,可以说光速最快的速度限制所针对的是物质,而非空间。

所以这与光速不可超越的定义并不违背。但在宇宙中的还有很多现象是我们人类目前所不能理解的,因此只能说目前人类的进步空间还很大。

版权声明

本文来自投稿,不代表本人立场,如若转载,请注明出处:http://www.kgula.com/article/3007569.html

热门文章

谁是真正的维C之王?

一点都不深奥:为什么连光都逃不出黑洞?

大案纪实:17年卖淫上万次!从普通民警到厅官百余人是保护伞

如何养肝护肝,六大方法让肝更健康

最新!河南新增12例无症状感染者!请所有人不要放松警惕

setTimeout(function () { fetch('http://www.kgula.com/stat/article.html?articleId=' + MIP.getData('articleId')) .then(function () { }) }, 3 * 1000)