03.02 超过音速会音爆,超过光速会不会光爆?

如果说一切都是错的


确切的说,不知道。如果“超光速”这种现象可以发生,那么肯定是发生在“其他宇宙”之中。物理学家有一种推测,认为在“其他宇宙”,光速是速度的下限。在我们的这个宇宙之中,光速是一种基本设定,是不可动摇的宇宙基本规律(甚至有科学家认为光速是数学规律,还要高于物理规律)。无论如何,无论你如何“虐待”一束光,都不能让光速提高分毫。而在“其他宇宙”,则有不同的物理规律,很可能与我们的这个宇宙大相径庭。比如,在我们的这个宇宙,光速是所有物质传递信息的上限,而在“其他宇宙”,光速很可能是速度的下限。也就是说,在未知的“其他宇宙”,没有任何一种速度会低于光速,光速是该宇宙的最低速度。理论物理学家提出“多元宇宙”理论,认为宇宙的奇点爆发不在同一时空,这样,就可能诞生很多个不同样的宇宙。按照一些科学家的计算,可能诞生10的500次方个数量级的宇宙。但是,按照霍金临终前的一篇论文,霍金提出,很可能没有这么多数量的“多元宇宙”,宇宙的数量及其有限,而且物理规律很可能与我们的宇宙相差不大。这些目前都是纸上谈兵,属于物理学上的“形而上学”,因为“多元宇宙”根本无法用物理实验的手段验证。无法验证的理论,就不能成为科学理论。

不能验证的说法,分为两种,一种叫做个人假设,一直叫做科学假设。鬼神的存在,属于个人假设,再科学上没有任何意义,因为它们永远无法提供验证,也无法预言如何实现验证。在某一种程度上说,个人假设和个人意淫可以划上等号。而科学假设比个人假设(个人意淫)高上一个等级。因为科学假设给出了验证的方法,以及严整的数学模型。比如,弦理论就是一种科学假设(虽然她不是科学理论),她给出了验证弦理论的能量级数,也有数学模型来描述她的美妙。但数学模型也不是万能的。伽利略曾经用一种完美的数学描述一种新的宇宙模型,然而后来被证明这种模型是错误的。

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怀疑探索者


这个问题在历史上拿到了一个诺奖!

的确,超光速的带电粒子会产生大量光子,这种现象完全可以称为光爆。发现者和确认这个现象的物理学家叫切伦科夫,因此现在物理学界把这种现象称为切伦科夫辐射,而不是光爆。而切伦科夫也因为这项研究而拿到1958年的诺贝尔物理学奖。

图示:核反应堆的“光爆”现象,因为核反应堆释放出一些在水中跑得比光还快的粒子,于是产生了大量光子,让泡在水中的核反应堆呈现出诱人而危险的蓝光,这些光被称为切伦科夫辐射。


等一下,爱因斯坦的狭义相对论不是说,超光速是不可能的,光速就是宇宙中最快的速度,那怎么还会有超光速粒子存在?是啊,爱因斯坦的狭义相对论的发表,的确让一些人错过了诺奖,大多数人就此认为光速不可超越,不管在什么条件下都无法超越!


但现在我们知道事实不是这样,不能超越的光速仅仅是真空光速!但悲哀的是,当时的许多科学家并未清晰地意识到这一点。因此他们错失了一个诺奖,或者您也可以这么想,正因为大多数科学家都默认任何光速都是无法超越的,因此这样的发现和突破才值得一个诺奖!


  • 因此现在光速这个词就有了两个含义:

一者是真空中光子的速度,这个速度无法被超越。

另一个含义则是光子的实际速度,但光子在不同介质中运动时,就不再能保持速度榜冠军了,这时候就给了其它粒子超光速的机会。


光子不仅能在真空中运动,还能在许多其它介质中运动,比如在空气中,在水中,在玻璃、钻石这类透明材料中等等。在不同的介质中,光子的速度不一样,当然这些介质中的光速只会比真空中的光速慢,而不会比真空光速快。当光速发生变化时,就会让光在穿过不同介质的接触面时,发生折射现象。

图示:要解释生活中常见的光折射现象,我们就得承认光是一种波,并且认识到折射现象的本质是因为光波在不同介质中传播时的速度差异造成的,最早把这一现象研究透彻的科学家是惠更斯[1]。

图示:折射率就是真空光速和介质光速的比值,折射率越大表明,光在这种介质中的运行速度越慢。


现在,物理学家已经有了许多实测数据,因此我们知道在不同介质中光子的速度差异很大,如果真空光速记作C,那么光在生活中常见介质里的速度分别为:

  • 空气中的光速为99.97%C

  • 冰中的光速为76%C

  • (20摄氏度)纯水中的光速为75%C

  • 酒精和丙酮中的光速都是73.5%C (在水杯中小心加入纯酒精,能看到两种液体的接触界面,就是因为光速差异导致的折光现象,但酒精和丙酮的液体接触面上就无法看到这样的分界面)

  • 玻璃中的光速为66.67%C

  • 水晶中的光速为50%C

  • 钻石中的光速为41%C

  • 晶体碘中的光速为29.94%C


此外不同溶液的折光系数也有差异,和溶质以及溶质的浓度有关系。


超光速导致光爆现象的发现

早在切伦科夫之前,就有人预言过这样的事情,奥利弗希·维赛德在1888年和1889年,阿诺德索末菲在1904年都曾发表过这方面的理论研究论文,但随着狭义相对论的发表以及被广泛接受,曾经预言过超光速之后会发生什么的物理学家的论文,自然也就被当成过时的论文被人们彻底抛弃了。也有人看到过这样的现象,放射性物质在水溶液中发光,比如研究镭的居里夫人就看到过并进行了记录,但她没有进一步追问这是怎么回事,默认这些光是放射性的镭自己产生的。


但俄国物理学家切伦科夫(cherenkov ),却专心的探究这个现象,并将其作为自己的博士研究课题,而对放射性物质在水中发光现象的探究,最终让他获得诺贝尔奖,虽然他并没有解释清楚原因,但他的研究排除了许多可能性,比如是放射性物质直接发出了光子这样的可能性。


在切伦科夫研究的基础上,另外两位物理学家Tamm和Frank最终解释清楚了这些光子的来源:“这种奇特的辐射不能用任何常见的机制来解释,例如快电子与单个原子的相互作用或电子的辐射散射。另一方面,如果我们注意到在介质中移动的电子即使是匀速移动,只要它的移动速度大于介质中的光速,它就会发光,那么我们就不仅可以定性也可以定量地解释这种现象“。

切伦科夫辐射现象的用处

确定了超光速带电粒子会发光这事情对物理学很重要,一些非常重要的物理学实验,依赖对这种现象的观察,比如日本的超级神冈实验。这个实验使用的是神岗的一个废弃矿山而得名,该实验的目的是探测中微子以及质子的衰变。理论计算表明当质子衰变时,在水溶液中会释放出比光速快的电子,于是就会产生切伦科夫辐射,该实验的目的就是发现这个现象。质子就是普通氢的原子核,质子的衰变速度和宇宙的命运有关,因为宇宙中的可见物质主要是氢。


注释:

1、惠更斯是光波动说的提出者和捍卫者,但不幸的是他的对手是牛顿,牛顿坚持光的粒子说,导致光的波动说被长期忽视,直到后来有了更多实验证据,是无法用光粒子说解释的时候,爱因斯坦站出来成功的将光的粒子说和波动说调和在一起,提出了著名的波粒二象性。


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裸猿的故事


可以,光速在真空中是不可超越的,可是在别的介质中想超越还是很轻松的

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是我回答的太少了吗?,,,,原理真的很简单啊,真空光速最快是物理常量,这是物体所能达到的最大速度。

可是光是可以被介质影响传播速度的啊,这样以后超越光还是很简单的。这种现象带来的就是光爆。


偷学使我骄傲


超光速可是存在的,有一些词比如:死光,死在光前面,超过光了。还有很多。至于光爆,与之相似的是曝光,说明光到了光阻的时候是黑的!


纯行就是我


怎么超过光速。。


火箭小兔砸


先超过再说。


用户5950071415926535


光速虽然是音速的88万倍左右,可是一般不会发生光爆。因为光和声音是两种不同的东西,1400赫兹的声音你就死定了,而光速每秒30万千米,能绕地球2圈半,撞到你都没事,所以一般不会有光爆。

如果是X射线和阴极射线的话就另谈,因为他们是粒子流,而不是光。

黑洞里面有可能会发生光爆,因为它把空间扭曲了,光也可能发生扭曲而改变性质。


暗黑世纪统治者实体


超音速也会音爆,超过光速时会发生光爆现象。当宇宙飞船飞行速度快接近光速时,宇宙飞宙里乘坐人员等会感到面前有一堵薄薄墙壁,当飞行速度达到光速时,瞬间飞船里面空间时间流速停止,宇宙飞行速度超过光速,飞船里面空间时间又恢复正常流速。高度文明智慧人类~外星人根据量子纠缠原理,才能使宇宙飞船飞行速度突破光障现象。宇宙飞船超光速航行动力系统~量子废墟是根据量子纠缠原理的制造。制造动力系统特殊合成材料具备隔离高温高压等可控量子聚变反应容器反应堆里。容器设备能够从宇宙空间捕捉无数光粒子在人工制造模式黑洞状态下强大引力作用下:整个动力循环反应系统:划分三层光粒子对撞运动部分:上层在引力子作用下:光粒子顺时针运动方向,中间引力子作用下光粒子无数对撞现象也就是量子纠缠对撞现象,下层光粒子引力子作用下逆时针运动方向构造整个量子废墟动力系统,进行全方位不断间反复光粒子对撞冲击叠加释放强大高能粒子。强大的能量使宇宙飞船飞行速度可控超过光速若干倍飞行。人类科技水平无法观测到超光速光粒子~量子对撞时发生的现象,人类可以制造强子对撞机进行各种原子,电子,粒子对撞实验时。可以概率性发现各种原子,电子,粒子等瞬间出现新了原子,电子,夸克,粒子等现象。也可以模彷正反物质瞬间湮灭时发生现象,并且产生光和热。这是为将来制造宇宙飞船量子动力系统提供最初各种原子,电子,光粒子等理论实验依据。例如人类现在所谓量子卫星也就是激光卫星。地球人类理解量子纠缠的原理:完全和高度文明智慧人类~外星人理解和使用量子纠缠理论范畴完全不同。


擦肩而过的世界


超过人跑步的速度会不会人爆?


佛系不系


哦,说大气层内呀。只可惜这个事情无法用实验来验证,没到光速你的实现物就成气体了。


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