都说光速不可超越,那量子纠缠或引力波为什么就超光速了呢?

沙洲猫


​​对光子不能胡说八道

一会说光子的质量为零,一会说光子有静止质量和运动质量,其实光子就是微质、微电、微体的高速运动的微观粒子,不能前后说法自相矛盾!

由于空间内的任何点都无法区分、辨别、识别,因此空间不能做参照物。由于没有参照物的任何一个独立物体,不存在运动,也不存在速度,因此运动和速度都是相对的,都必须存在参照物。具体物质存在具体速度,在单位时间上,就存在具体运动距离,也就体现了具体时间的存在,具体光子在一秒钟运动30万公里,这就说明具体光子具有具体时间,而不是说具体光子不存在具体时间,也不是说具体物质达到光速,具体时间就静止了,而不存在具体时间了,毕竟光子也属于物质。假设两个同向的不同光子,其相对速度必然接近零,也就完全没有光速30公里/秒的说法。

光子具有波动性和粒子性,光子就必然有质量,必然有体积,必然有电量,而体积不可能就一定具有球形或完全对称性,可以说光子就是在真空中传播,也未必是绝对的直线传播,光子也可能是曲线传播,而空间也没有绝对理由说明就能弯曲,简直都是一派胡言!


开心果282484822


关于量子纠缠,你可以这样理解:把一双鞋的左右两只分别放进两个盒子里,然后把这两个盒子分别放在宇宙两端,你打开其中一个盒子发现鞋子是左脚的,立马就知道了宇宙另一端的那只鞋是右脚。这个感知速度几乎就是无限的,但是并不违反相对论,因为这里的信息传递应该是从把鞋子分开那一刻算起的,而不是打开盒子的瞬间。其实量子纠缠的信息传递模式跟这个差不多,传递是从创造出一对纠缠粒子开始算起,而不是检测粒子自旋状态的时候,所以并不存在超光速信息传递,这个信息传递速度远低于光速。以上只是我为了便于理解打个比方而已,其实颇有不妥之处,但我相信这是最易懂的科普语言。量子通信的意义在于信息传递的绝对安全性,因为量子信息被接收一次后量子态就坍缩了。

关于引力波速度:在广义相对论理论里面,引力波的确是光速,这是爱因斯坦最早得到引力波的方程的时候就发现的。目前公开的几个探测到的引力波事件,同时测量到了对应的电磁波也就是光的信号,所以有力地证明了引力波速度和光速一致。


罗先生很有范


都说了N遍了,力场如磁场和电场都是瞬间场,不需要传播时间,瞬间抵达远处,这个你能想象吗?

估计绝大多数人都无法想象,因为它超出了我们思维的惯性,我可以举出一百个理由来说明力场是瞬间场,就拿静电场来说,假设在空中有一个静电荷,那么在这个静电荷周围空间就存在着辐射状的电场力线,如果这个力场的传播是需要时间的,那么当这个电荷匀速运动时,那么在这个电荷运动方向后部的电场线就会收缩,而前部的电场线就会膨胀,也就是说电场线就不再是辐射状直线了,而是曲线形状。

这就直接违反了相对性原理,因为爱因斯坦的相对性原理告诉我们:在所有的惯性系统中,物理规律相同,而在这里我们却会在不同的坐标系中看到的同一个东西是不一样的,这显然是错误的,解释只有一个:静电场只能是瞬间场,只有这样、在所有的惯性系统中,你看到的都是辐射状的场线。


用户6812548640


量子纠缠的实质并不是两个粒子之间有什么灵犀想通,而是两个同步运动的粒子表现出的形态一致性。它不是超距作用,不能传递信息,更不是什么灵犀相通。

经过在一起纠缠过后,两个粒子就具有相同或相反的运动规律,这个运动规律将持续很长时间,即使两个粒子分开很长距离。那就能够从一个粒子的状态推测另一个粒子的状态。这个粒子现在是左旋,那个粒子一定在右旋。

在一起纠缠过的粒子就像是两粒相同的种子,分别种在两块地里,然后观察种子生长过程,必然是同步的。再比如将两个钟互相撞一下就算纠缠了,然后拿在较远的两个地方。两个钟的振动频率衰减速度也是同步的。

再比如我们把两幅牌,将其牌点的排列顺序整理得一样。然后各自放进一个翻牌机器里,翻牌机器每天翻一张牌。每天两个翻牌机翻出的牌点一定是相同的。将两个机器拿到两个距离很远的地方,比如一个在北京一个在纽约。两个机器每天翻出的牌点也是一样的。这两个机器之间并没有通讯联系,但是却能表现出相同的信息,北京的机器翻出一个梅花五,那边纽约的机器翻出的也是梅花五。当然如果纠缠时将两幅牌牌点顺序装反,那么两个机器每天翻出的牌点就是相反的。但是我们不能用这两个机器实现通讯。

如果从北京向纽约每天用普通电磁波发送一段信息,发送时根据翻出的牌点进行加密。事先商定梅花表示乘,方块代表除,红桃是加,黑桃是减。今天翻出的是梅花五,就把信息乘以五发过去。纽约那边接到后进行解密,一看机器翻出的是方块五,就将信息除以五,就是原信息。第二天翻出的牌又变了,加密方式就又变了,那边也根据。这样的通讯方式当然是无法破解的,因为你不知道双方每天翻出什么牌点。这就是量子通讯的原理。


多维观世界


关于量子纠缠的问题,最先的争论方分别是爱因斯坦和波尔。

1935 年 5 月,爱因斯坦同美国两位年轻的物理学家波多尔斯基和罗森在美国第 47 期《物理评论》杂志上,发表了题为《能认为量子力学对物理实在的描述是完备的吗?》的论文,在物理学界、哲学界引起了巨大反响。\r

这篇论文提出了一个名垂千古的思维实验,以论文的三位联合作者的首字母命名,称为“ EPR 实验”。正如这篇论文的标题所表达的意思那样,爱因斯坦想用这个思维实验告诉物理界,哥本哈根的量子力学解释是有问题的。

玻尔在听到这个 EPR 实验之后确实大吃一惊,据说茶饭不思好多天。隔了几个月后他终于出声了,居然以同样的标题写了一篇论文,来回应爱因斯坦们的挑战。简单说来(抱歉我只能“简单说来”,复杂了我也说不来),玻尔说狭义相对论我是不反对的,但是这里面的关键问题在于,粒子 A 和粒子 B 在你爱因斯坦看来是不同的两个粒子,但是在我玻尔眼里,它们从未分开,它们仍然是一个完整的整体,不论它们相隔得有多远,它们都是一个整体,两个量子是难分难解地纠缠在一起,组成了一种量子纠缠态,这种纠缠与空间距离无关,哪怕它们分别位于宇宙的两端,它们也是纠缠在一起的。

爱因斯坦对于波尔提出的量子纠缠坚决否定,但是苦于他们只有一个理论基础,并没有做实验来证明这个理论的正确与否。在物理学上如果没有实验来证明你的理论,这个理论则是等于没用的。很遗憾,知道爱因斯坦和波尔都逝世了,这个实验还没有做出来。

直到出现了一个英国数学奇才,他的名字叫贝尔(注意不是发明电话的那个贝尔),他发现了一个数学“不等式”,这个不等式被科学界称为“贝尔不等式”,被誉为“科学中最深刻的发现”。这个惊天地泣鬼神的贝尔不等式有一个巨大的魔力,可以对我们这个宇宙的本质做出终极裁决,它可以使得 EPR 实验从思维走向实验室。

1982 年,法国奥赛研究所。\r

人类历史上,这是对 EPR 实验进行的首次严格的实验检测,这次实验被称为“阿斯派克特实验”,以这次实验的领导者阿斯派克特命名。这次实验总共进行了三个多小时,两个分裂的量子分离的距离达到了 12 米,积累了海量的数据。最后的结果与量子论的预言完全相符,爱因斯坦输得彻彻底底,从此 EPR 实验也被称之为“ EPR 佯谬”。

EPR 实验的结果无可辩驳地呈现给当时的整个物理学界这样一个事实:要么放弃定域,要么放弃客观实在。定域性是经受了几十年严苛考验的伟大的相对论的推论,而客观实在则是大多数物理学家心目中的公理,不证自明的。如果是你,你会怎么选择呢?我看你可能最好奇的是那个发现贝尔不等式的可怜的贝尔,到底会做出怎样的选择。那个可怜的贝尔在被逼急了以后,只好表示如果非要放弃一个的话,他只能放弃定域了,但他仍然试图想说或许不用两个都放弃。

其实EPR 佯谬只是证明了定域和实在不可能同时正确,并没有证明有超光速的信号存在,这是两个不同的概念。如果愿意放弃实在性,则相对论依然是牢靠的。

量子这种纠缠态也被称之为量子的超隐形传输,可以用来做通信的加密,但是不能用来做超光速的通信。更加需要强调的一点是,量子的超隐形传输,传递的是量子态,而不是能量和物质。所以应与相对论的力学、运动学都没关联,也称不上超光速了!

关于引力波……这个也是爱因斯坦闲的蛋疼提出来的东东。爱因斯坦在 1916 年和 1918 年分别发表了两篇论文预言了引力波的存在。

先说明一下引力波是什么鬼,它是宇宙空间中的涟漪,靠着时空的卷曲在宇宙中震荡。首先我们得知道广义相对论里面的时空弯曲特点,也是引力的本质(引力的实质并不是一种力,只不过就是空间弯曲的外在表现)。在质量超大的物体所处的空间,会发生时空的弯曲。比如说我们的宇宙空间就好像一张张开的大网,太阳就压在这张时空的网上,网被压得凹陷了下去。如果太阳的质量突然变大或者突然爆炸没了,地球是不是会突然没受到太阳的万有引力,马上飞走了呢?答案是否定的。这个网就会以太阳凹下去的时空凹网会发生震荡,并以爱因斯坦命名的引力波传递作用给地球,根据狭义相对论所证明的,没有什么信号或者能量的传递速度能超过光速,所以这个过程也是有一段时间的,可能就那光速传过来最快也要8分钟……

总结……量子纠缠只是量子态的同步,并没有和相对论运动学有冲突。引力波属于能量波,不会比光速块……


木子13898153


引力波是一个有趣的话题,前几年,诺贝尔哥让大家知道了引力波这个物理学名词。但真正了解它具体含义的却很少。至今还有人认为引力波是诺贝尔哥发现的。事实上,诺贝尔哥说的引力波根本就是他胡乱引用的一个物理学名词。

引力波是100年前,由爱因斯坦通过广义相对论预言的现象。在当时,爱因斯坦认为引力波可能永远无法被探测出来,因为它实在是太微弱了。直到100年后,才由高灵敏度的LIGO装置探测到。该研究成果也获得了诺贝尔奖。引力波的传播速度是光速。

自从潘建伟团队搞出量子加密通讯卫星后,量子纠缠这一名词也被大众知晓。在量子纠缠系统中,对其中一个粒子进行测量,就会立即影响到另一个粒子的状态,无论它们间隔多远。据测量,纠缠中的量子相互影响的速度远远超过了光速。


不是常说“光速是宇宙的极限速度吗”?这句话其实并不完整。完整的是:光速是这个宇宙信息传递的极限速度。关键词是“信息”、“光速”。

量子纠缠是不会传递信息的,它在量子加密通讯里的作用是产生密码,而不是传递信息。信息依然走的传统信道,例如:光纤、电缆等。

我们能够通过引力波探测器了解在宇宙遥远地方的事情。例如,LIGO系统发现的第一个引力波信号就来自于距离地球约13亿光年处的,质量分别为36个与29个太阳质量黑洞的并合。引力波携带了黑洞合并的信息,所以,它不能超越光速。

宇宙膨胀也可以超过光速,它不传递任何信息,所以是相对论所允许的。

图:宇宙膨胀示意图。气球的膨胀并不会在气球表面上的两点之间传递信息

综上所述,只要不传递信息,超光速都是可以的。


讲科学堂


光速绝不能超越,光是一切物质构成的基础。宇宙中最灵动的存在就是光。其余微观粒子都是光的结构态,尽管速度也很快,但全部小于光速。量子的概念是错的。光是波,它没有粒子性,不存在光量子。电子是明确的微观粒子,具有波粒二象性,因此可称为量子。量子纠缠不能超越光速,目前还没有一个科学家做过超30万公里的纠缠实验,证明纠缠粒子超光速。说量子纠缠超光速,不是手段计算有问题,就是物理学家美好的玄幻的想象。引力波是物理学家将大质量天体相撞产生的某个波段的光误认为是引力存在的证明。这一所谓的成果获诺奖,只会让物理学陷入更深的迷茫!


生存立人生存立论


先更正一下,引力波的传播速度等于光速,并不超光速。

如果广义相对论是正确的(虽然目前很多观察到的现象都证明广义相对论是正确的,跟观察到的现象相符合,但谁也不能保证哪天有个现象就跟广义相对论不符合。),那么任何有质量的物体的运动都不能超过光速,只能小于或等于光速。老郭认为光也是有质量的,只是光子的质量实在是太小了,但不等于没有。

回到正题。

量子纠缠,其实只是物理学家给两个全同粒子在叠加态的时候起的一个名词。简单点说,就是两个物理性质一样的微观粒子,比如质子、电子、光子,它们在空间中的运动分布是一种概率分布的状态,如果这两个粒子在空间区域中存在的概率有叠加(重合)的区域,那么这两个粒子就是进入到叠加态或者说是量子纠缠状态。

这个时候,我们分不清,连个粒子谁是谁。比如,氦原子1s轨道内有两个电子,根据泡利不相容原理,我们知道,这两个电子的自旋方向相反,它们共用一个轨道。我们并不知道哪个电子自旋为正哪个为负。我们只有让氦释放出来这两个电子的时候,才能测出来一个自旋为正另一个为负。

现实的量子纠缠应用中,一般都是通过激光,让两个光子形成纠缠态(叠加态)然后利用偏振片,分成两束光,这时候,叠加态的光子自旋方向相反,利用这种现象做一些应用。

由于量子纠缠中的两个全同粒子之间并不传递信息,所以量子纠缠并不超光速。

我是郭哥论道,一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学,让深奥的科学理论通俗易懂起来、让科学更有趣、更有料的科普搬运工。耐心看完的小伙伴,留个言、点个赞加个关注再走呗。


郭哥聊科学


为什么超光速或者说光速是一个坎,是一个瓶颈。首先相对论中对我们宇宙的描述没有问题,同时也是非常准确的。在我们的三维时空中光速就是极限,是一个常数,同时它限制了质量,为什么会造成这种现象,因为光速限制了我们的三维空间的时间轴。所有参数都被其限制。其实相对论不完善的地方就是没有把时间或者说时空加进去,其实光速就是我们时空的密度常数。有了这个常数再来看质量,似乎质量越大达到光速所需的能量越大。有质量的物体看似永远达不到光速,成为瓶颈。实际上应该还有一种物质形态,其场作用越强质量越低,甚至会成为负数。物理学上讲时间是不存在的,但是我们的时空却有着时空密度,这个密度导致了引力的产生,也影响着时间的速度。我很期待在受控核聚变试验和研究中人类能发现新的物质状态,在磁场中可以隔绝超高温,也许再大点可以隔绝时空也说不定,并且还可能改变物质形态。关于黑洞是什么,最新研究表明黑洞内部密度极低,奇点很有可能就是一个场。但是黑洞貌似质量又非常大,那么问题来了,这么大质量怎么来的?首先黑洞光子不可逃逸,在场的作用下,把光子加速到超光速,自然就不可见。根据相对论讲如果物体被加速到接近光速,那么在三维宇宙中质量无限大,那么黑洞所表现出来的质量是否就是事件视界物质的质量呢?这个问题留给天文学家解决吧!


閃光貝殼


用狭义相对论来解释“光速的不可超越”是有缺陷的,光的速度是我们科学能够探知的已知结果,然后通过教科书灌输到了我们的认知范围内,在知道光速以前我们人类也是想象不出来光的速度。

现代科学的认知一直采用科学的惯性思维在向外扩展,已经可以深入宇宙深处了,但是向内的探索方式少得可怜。众生皆具如来德藏的内心才是唯我独尊的,思维与灵魂的概念极少触及,目前仅仅从量子的角度去摸索量子纠缠的概念已经让人类顿时摧毁了以前的认知。

我们看不见的,和不理解的信息,太多太多了,不是所有的现象都需要时间去传播的,可以不用时间,没有时间的概念,就那么两个相隔几亿光年的事物就可以同步有关联。

想象力都被科学的认知障碍给限制了。



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