人類已知的最快速度是光速,你認為宇宙中是否還有超越光速的速度?

佰釋可楽


這裡說的速度,應該是指絕對運動速度,也只有討論運動速度,才具有討論的意義。


先做結論:光速就是宇宙中最快的速度,沒有超越光速的運動速度存在。現在沒有,將來也沒有。那怕科技發展到出神入化的地步,速度依然不能超越光速。

相對論的橫空出世,並不是製造了一個獨立於所有已知科學的假想王國,它起的是對科學發展方向的引導和指向作用。100年來,它在無數科學發現和實驗中,證明了正確性和前瞻性。

任何有靜止質量的物體不能達到光速,通過質速關係式可以推導


C為光在真空中的速度,V是物體的運動速度,m是相對論質量,m0為靜止質量,動質量mk=m-m0。相對論力學中,物體的慣性質量=靜質量+相對論質量。由公式可以導出,當有靜止質量的物體達到光速時,它的質量無窮大。

式中可以看出,在相對論力學裡,物體的慣性質量不是一個常數。而會隨著物體的速度變化而變化。速度越快,質量越大。

質能方程和質速公式可以相互導出。我們知道,宇宙的奇點,有無限高溫,無限密度,無限壓力等很多無限的特徵。但偏偏就沒有無限質量的描述,因為宇宙是有總質量的。


質能等價轉換,無窮大的質量,無窮大的能量,存在嗎?如果存在,這個物體現在已經摧毀了宇宙。到今天,宇宙誕生了138億年,依然存在。那麼,就沒有任何物體可以超越光速。

要達到光速,必須靜止質量為零,哪怕輕如質子,可以無限接近光速,但是依然達不到光速。如果有物體達到光速,那麼它的靜止質量,就必然是零。

這個鐵律,是宇宙規律,不但地球人要屈服於這規律之下,哪怕神通廣大的外星人,科技再高,一樣無法突破。外星人要是突破了,宇宙一樣不存在。同一片星空,同一個宇宙,覆巢之下,豈有完卵?

包括佔我們宇宙總質量95%的暗物質世界,也是一樣,暗物質也是宇宙的組成部分。這條光速紅線,簡直如同上帝畫下的禁區。宇宙存在,就不得超越。

宇宙的大尺度,難道無法跨越嗎,一個超星系團動輒幾千萬光年,這是要用光速把人類關在一個有限空間永遠不能出來嗎?尋找暗物質,發現暗能量。只有找到它們,才有了製造空間扭曲的能量,空間跳躍才是我們跳出光速限制的辦法。


說下宇宙膨脹和量子糾纏速度。不說又有人覺得自己很有智慧,世人皆醉我獨醒。

宇宙紅移:每相隔300萬光年每秒遠離的速度增加約75公里(這個數值取2009年美國NASA測量公佈的數據)。以此計算,150億光年之外,天體遠離我們的速度超越了光速。宇宙無限大,以此類推,無窮疊加。

空間膨脹,在宇宙的任何地方,都永遠在發生。但是,我們觀測太陽,陽光始終經過8分20秒灑落在地球,如果地球超光速遠離,陽光都追不上地球。是地球太陽之間沒有膨脹嗎?有,一年遠離幾釐米。在天文學裡,如果跨度不到幾十億光年,是忽略宇宙膨脹變量的。

這種隨著參考系改變而變化極大的速度,不是絕對運動速度,而是一種宇宙現象。什麼是絕對運動速度?在地球上測量光子速度,是30萬公里,去海王星,去比鄰星乃至想象的到的地方,無論測量那裡運動的光子,都是這個數值。這是宇宙常數。不隨參考系改變而改變。這是狹義相對論的光速不變原理。

量子糾纏的超光速,在於無論多遠的一對粒子,哪怕相隔以光年計,在偵測到其中一個狀態時,另一顆瞬時成為另一狀態。超越了距離和時間。但是,它和宇宙膨脹一樣,不傳遞任何信息,也是宇宙現象之一。現代科學還無法解釋。而不是絕對運動速度。

至此,解說完畢。至於說眼睛最快,一眼看到N光年之外的星星,我就不解釋了。還有意識最快,想一下,千億光年就是個來回,你們開心就好。


開心小魚


為了解釋這個難題,我先說幾個故事讓大家思考。第一個故事,有一個人站在山頂上向對面山頂開了一槍。對面的山頂上有三個人,子彈打到一個人的腿上,那個人被打瘸了。瘸子身邊是個聾子,聾子說有人向我們打槍,我看見槍的火光了。瘸子的另一邊是個瞎子,瞎子說我聽到槍聲了,有人向我們開槍了。大家想一想誰是最先知道開槍了的?

第二個故事,古時候有個賽馬比賽,一匹紅馬和一匹黑馬。有兩個預測師都卜得離卦,離卦的象就是火和光。其中一個說預測結果是紅馬先到,另一個預測則說黑馬先到。大家想一想哪個預測的準確呢?

第三個故事,消防員救火,大家用高壓水槍向一個冒著黑煙的建築物滅火。當時並沒有火,突然隊長向大家喊了聲,臥倒。大家剛趴到地上建築物就爆炸了,火光沖天。

光子自產生的一刻起就跑向宇宙的邊際,但是光永遠到達不了宇宙的盡頭。有人說是宇宙在膨脹,所以說宇宙膨脹的速度比光速快。有人說光的傳播需要介質,介質的傳播速度大於光的速度。大家想一想光速是最快的嗎?這幾個故事都有正確答案。至於光是不是最快,大家可能已經知道了。


紅燈高招


光速是人類已知的最快的速度,宇宙間物體運動的最快速度就是光速,一切有靜止質量的物體其速度都不可以達到光速,但是這是不是意味著宇宙間就真的沒有超越光速的速度呢?


光速與任何速度疊加,它還是光速,真空中的光速是自然界中物體運動的最大速度,光速與觀測者相對於光源的運動速度無關。根據愛因斯坦的狹義相對論,對於以不同速度運動的觀察者而言,物理原理以及光速都是一樣的。

相對論不允許任何的有靜止質量的物體速度達到甚至是超過光速,那是因為如果速度接近光速的時候,質量將會顯著增加。但是,如果不攜帶能量的話,超光速確實可以被允許的,在宇宙中,宇宙膨脹、量子力學的波函數等超越光速是可以的,而且並沒有違反狹義相對論。

宇宙膨脹來源於宇宙大爆炸理論,根據宇宙大爆炸理論,宇宙是由一個質量無限大、體積無限小的奇點在一場劇烈的大爆炸誕生的。直到今天,宇宙仍處於高速膨脹當中,並且速度遠遠超過光速。我們說到宇宙膨脹,但是宇宙膨脹的速度卻不是一個定值,因為對於宇宙來說,宇宙中的任何一處空間都處於無限膨脹之中,哪怕這個空間的膨脹率很小,但是將其乘以宇宙中足夠大的距離,得出的數據卻可以超越光速。


就像你撒了一些芝麻到一個麵包上,然後把麵包放進烤箱裡,一段時間之後,芝麻與芝麻之間的距離越來越遠,如果每個地方的膨脹率是一樣的話,那麼原本距離就遠的芝麻,相互隔開的距離就更大,除以單位時間,得出的膨脹速度就會更大。宇宙這麼大,雖然各個星體之間相互遠離的速度或許不大,但是乘以宇宙這麼大的尺度,速度卻是很可怕的,超越光速也不是沒有可能。也正是因為如此,宇宙的邊緣也不可以被我們看見,因為光的傳播速度還沒有它膨脹的速度大。


但是如果是一個有質量的物體,它的速度如果超越了光速,那會是一種怎麼樣的景象呢?根據愛因斯坦狹義相對論推算,當速度越快的時候,時間的消逝就會越慢,而當速度達到光速的時候,時間將會靜止,而超越光速的時候,那麼時間將會倒流。但是時間怎麼可以倒流呢?如果時間可以倒流的話,那麼就會有一系列的悖論,比如說著名的“外祖父悖論”,可以說在這個悖論沒有得到很好的解答之前,超越光速還是不合邏輯的。


鏡像宇宙


說到光速,首先想到的是每秒近30萬公里的速度c,其次就是沒有任何物體的速度可以超過光速,最後就是光速相對於物理背景即空間具有不變性。

實際上,光速並不是一不變的常數,光速只是光子為維持其相對於空間勢能的速度。

與其他物體一樣,光子的外在能量有兩種形式,其一是相對於自身的動能,其二是相對於空間的勢能。

由於光子的靜質量非常小,以至於其動能遠小於勢能。所以,光子的能量變化主要是其勢能的變化。所以,光速相對於具體的物理空間和相對於其自身的能量變化,都是不變的。

然而,光速不變只具有相對性。

如果空間的密度因宇宙的膨脹而減小,那麼光子為維持其相對於空間勢能的速度就得增大。這就好比為了赤腳🦶划水,河水比海水🌊需要更高的速度。

此外,相對於不同的能量,光子需要維持其相對於空間的速度也是不同的。因此,能量越大的光子,其速度也就越大。只是,不同能量的光子,其速度差遠小於光速。

綜上所述,籠統地說,由於光子的靜質量最小,所以光速最大。

然而,如果細究起來,能量越大的光子,其速度也就越快。比如,中微子和x射線比可見光能量更大,因而具有更高的速度。

如果空間的密度隨著宇宙的膨脹而不斷的降低,那麼光速就會相應地增大。當空間的密度趨近於零時,就過渡到經典力學的情況。此時,光子只具有相對於自身的動能,因而速度最大。


淡漠乾坤


要想知道宇宙中除了光以外,速度最快的物體,也就是說是否有超光速的速度!我們就要把目光頭像微觀粒子了,因為它們質量夠小,在同等能量下,容易獲得最大的加速度。這一點跟我們的宏觀世界一樣。

人類目前在地球上創造的極限速度

根據我們人們對撞機的經驗,要想獲得動能足夠高的粒子,唯一的辦法就是向粒子注入大量的能量,能量越多其運動速度越快。這就是我們人類使用電磁場粒子加速器的工作遠離。記住能量越大速度越快!目前最人造(或人造加速)粒子移動速度非常非常接近光速。

下面是我們人類幹出來的速度,eV是能量的度量,c是光速,m / s是速度的度量:

  • 980 GeV:最快的費米實驗室質子,0.99999954c,299,792,320 m / s。
  • 6.5 TeV:最快的LHC質子,0.9999999896c,299,792,455 m / s。
  • 104.5 GeV:最快的LEP電子(有史以來最快的加速粒子),0.999999999988c,299,792,457.9964 m / s。

人類在加速粒子方面確實取得了巨大的成果,可以看到基本是接近光速了,但是我們人類在宇宙面前還是小巫見大巫了,宇宙中的黑洞,中子星,合併的恆星系統,超新星和其他天體物理學事件都可以可以使標準粒子(例如質子和電子)加速到比我們在地球上加速粒子還要快的速度。

宇宙中的極限速度

“ Oh-My-God”粒子(我的天粒子)不是上帝粒子!於1991年10月15日晚上在猶他州的Dugway試驗場上撞擊猶他大學的“ 蠅眼”宇宙射線探測器時,以光速的99.999999999999999999999999951%傳播。這個速度十分驚人,所以名字就這麼來的!

它的洛倫茲因子達到了驚人的3200 億,其參考系中的每一秒對應於我們的10000多年,或者說是自人類文明誕生以來流逝的時間,其動能可以與一隻擁有100km/h時速146g的棒球相當。

其移動速度非常接近光速,如果讓一個光子和它同時從銀河系一端出發,當它們都到達另一端時,光子將比它快了不到半釐米。

科學家估計其最初能量約為3億TeV。相比之下,大型強子對撞機中質子的能量最高可達6.5 TeV,洛倫茲因子為6,930,這個速度也非常快,LHC質子參考系中的1秒相當於我們的兩個小時。按理說這個高的能量應該將粒子加速到了超光速,但是我們在宇宙射線中依舊沒有發現超光速的粒子。

那麼如此高能量的粒子為啥沒有超光速呢?

因為在宇宙中有個粒子能量閾值,指的是粒子的能量超過5700萬TeV,即Greisen-Zatsepin-Kuzmin (GZK)極限,高能粒子在宇宙的傳播過程中會與微波背景輻射中的光子發生相互作用,產生u介子,高能量的質子會由於光子的散射而逐漸失去能量。

因此我們在宇宙中探測到的最高能量粒子為5 x 10 ^ 19 eV,有史以來最高能量的宇宙射線。所以在宇宙中並沒有超過光速的現象,只是非常非常的接近。


量子科學論


人類已知的宇宙中最快的速度是光速,宇宙中是否還有超越光速的速度?

光速確實是人類已知的宇宙中最快的速度,宇宙中有靜止質量的物體的運動速度都不能達到或者超越光速。光子沒有靜止質量,從誕生起就以光速運動。就算用上全宇宙的能量也不可能把靜止質量非零的物體加速到等於光速。

從各種理論及實驗觀測,再到高能粒子加速器,所有的研究結果都表明,光速確實是宇宙中最快的速度。科學家一直都試圖打破光速限制,不過最終的努力都失敗了,目前還沒有發現宇宙中有物體的運動速度超越光速。


有些人可能有疑問,比如量子糾纏的速度不就是超光速現象嗎?還有宇宙早期膨脹速度也被認為是超光速的?確實。但這些都是非物質的運動,並不涉及質量和能量。

為什麼光速是宇宙中最快的速度?

因為任何有靜止質量的物體的速度都不能達到光速,自然也就沒有超光速了。在現有物理理論框架中討論超光速現象是無意義的。

根據相對論中的質速關係,物體的運動速度越快,質量也就越大,推動物體所需要的能量也就越大。質速關係又稱為質增效應,是相對論性效應之一。

從下列公式中就可以看出,當物體的運動速度v接近光速c時,式中的分母就變成了無窮小,物體運動時的質量就變成了無窮大;物體的運動速度等於光速時分母為0,就毫無意義。(式中m0為物體的靜止質量,m為物體的相對論質量)


光速限制是怎麼求證出來的?

上面提到的質速關係就是從光速不變原理中推導出來的其中一個結論。光速不變原理則是求解麥克斯韋方程組得到的,並由邁克爾遜—莫雷實驗所證實。光速不變原理是愛因斯坦創立狹義相對論的基本出發點之一。


光速不變原理:真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的,光在真空中的傳播速度都是一個常數,不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。這個數值大約是30萬千米每秒。

量子糾纏現象為什麼能夠超光速?

最為人熟知的超光速現象就是量子糾纏了,這一點毫無疑問!潘建偉教授已經用實驗告訴我們:量子糾纏最低的速度也不亞於光速的一萬倍。

不過,量子糾纏的速度並不是物質運動的速度,自然也就不能讓信息以超光速傳輸。量子通信只是用量子糾纏現象來加密通信,至於信息的載體還是得依靠傳統的電磁波。量子糾纏過程中並不涉及能量及信息的傳遞。




宇宙大爆炸初期的膨脹速度為什麼能夠超光速?

眾所周知,科學界的主流觀點認為宇宙誕生於一次大爆炸。據科學家推測,在宇宙的暴漲階段,宇宙的膨脹速度是以超光速行進的。但這並不是物質的運動現象,而只是整個宇宙空間在以超光速膨脹,物質的運動速度並沒有超越光速。


我們的宇宙可以簡單的理解為一個巨大的氣球,而宇宙間的物質就是氣球上分佈的螞蟻,螞蟻在氣球上緩慢的爬行,而宇宙空間也就是氣球本身卻在以超光速膨脹。螞蟻與螞蟻確實在以超光速相互遠離,但螞蟻的運動速度卻並沒有超越光速。超光速膨脹的只是空間本身。





科學探索菌


準確來說,光速是所有擁有靜質量的物體的極限速度,任何擁有靜質量的物體都無法達到光速,只能無限接近,同時信息的傳遞速度也無法超越光速,這些都在愛因斯坦的相對論中有體現!

所以,大自然並沒有完全限制人類“超越光速”,仍然給人類留下了一扇門,可以讓我們一睹“超光速”的風采!

那麼,就目前人類所知,有哪些超光速方式呢?

宇宙膨脹速度。相信關注宇宙的朋友們都明白宇宙膨脹的速度遠超光速,但這並不違反相對論,以為宇宙膨脹並不傳遞任何信息,科學家們認為宇宙膨脹只是虛無空間的不斷衍生!

既然空間膨脹的速度可以超越光速,我們就可以利用這種特性來“超越光速”。曲速引擎技術就是基於這種觀念,利用空間的可伸縮特性在宇宙中製造空間“泡沫”,讓相對靜止的飛船“超光速”飛行!

量子糾纏。很多人對量子糾纏的概念都比較瞭解,這種速度可以說是瞬間完成的,但並沒有傳遞任何信息,或許將來人類能夠利用量子糾纏實現真正的“瞬移”!

當然還要其他超越光速的概念和方法,比如說蟲洞,甚至人類意識,這些概念還有待於科學家們的基於深入研究,相信光速並不會限制人類探索宇宙的步伐!

你認為還有那些超光速現象呢?不妨留言討論吧!


宇宙探索


奧伯斯佯謬,哈勃紅移理論。愛因斯坦看了後也親自承認錯誤,宇宙常數有誤。(光近處藍光,遠去為紅光,稱紅移遠去現象)經觀測遙遠星系速度是光速的三倍遠去。後有比利時天文學家勒梅特,美未來學家雷蒙德的奇點大爆炸膨脹想象假說。當然假說大部分人存質疑,還沒證實,恐怕很難證實。

但星系紅移現象,以秒30萬千米乘三倍速度遠去是大都認同的。是否爆炸宇宙膨脹還是宇宙的一種自然現象人們還在探索。

……有人說靈魂和思維是光速的n億倍也有道理,到目前對靈魂思維也沒研究透。(假想)


三茅居士


光速是目前已知最快的速度,任何有靜止質量的物體都無法達到光速,根據愛因斯坦的質能方程認為,質量和能量是可以互相轉換的。

如果一個物體加速運動,他的動能必須要增加,越接近光速,其所需要的動能也越大,其運動中的物體質量也會增加,當物體達到光速後,必須要有一個無限大的動能去推動它,顯然“無限大”這個東西是不可能存在的,所以任何物體的運動速度不可能達到光速,而光速中的光子在靜止的時候,質量基本為0,沒有靜止質量,就沒有靜止時的能量,所以光子才可以以光速運動,也就是說光速是質量物體運動速度極限值。



不過有種速度可以超越光速,而且和愛因斯坦的質能方程不違背,這就是宇宙的膨脹速度。宇宙的膨脹速度是以超光速的速度進行膨脹,目前科學家推測宇宙已經膨脹到930億光年直徑了,因為宇宙膨脹不攜帶信息與物質,只是單純的空間膨脹,所以能超越光速。


還有一種就是量子糾纏,量子糾纏並不是超越光速那樣的傳播速度,而是兩個量子可以在非常遙遠的距離相互有影響,一個量子可以影響到另一個量子的狀態,不管相隔多麼遙遠。也就是說量子糾纏的速度比光速快幾萬,幾十萬倍。


宇宙探索未解之迷


在自然環境中運動,例如地球運動軌跡是橢圓形,無線電波傳播,不管白天,黑夜都一樣,而太陽光到達地球是白天,無法到達地球黑暗的另一面,光傳輸的時候只有直線,如果目的地在黑夜的一面,光就無法到達。首先光具有照亮物體的一面,白天就是太陽光到達地球,照亮了地球,速度就是指某事物從起始位置出發,在單位時間通過的距離,也可以這樣說,某事物從開始到達目的地所用時間通過的距離,距離➗時間=速度。黑夜,我們知道太陽光沒有還沒有到達,沒有照亮這裡,太陽光沒有到達目的地,現在我們在地球白天的地方發射一束光,同時發射收音機📻廣播,然後在黑夜設目的地,當在黑夜中收音機早已收到,但光還沒有到,要等到天亮,兩對比是光速快,還是收音機電波傳播快呢?


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