光速是宇宙最快速度?和它相比,光速慢的像烏龜

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眾所周知,真空中的光速(c=299792.458km/s)是宇宙中最快的速度。 隨著人類對宇宙認識的加深,廣闊的空間變得越來越遙遠。即使像光子一樣快,在天鵝絨般柔軟的宇宙背景之下,它也像蝸牛一樣慢。來自遙遠恆星的光子在進入我們的視網膜之前已經在太空中旅行了數億到數十億年。

造物主似乎拿智慧的生命開了個玩笑:首先讓你看到宇宙的浩瀚和壯麗,然後再給你設定星際旅行速度的極限。就像一個盲人剛看到光明,剛要去奔跑的時候又失去了行走能力。


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光最快的鐵定律真的牢不可破嗎?宇宙中沒有任何東西能超過光速嗎?事實上,除了銀河系和鄰近的幾個星系在重力上彼此接近之外,整個宇宙正在加速膨脹。離地球越遠,它們飛得越快,一些星系正以比光還快的速度離開我們。

結果表明,宇宙的膨脹是均勻的、同性的,設想它位於時空巨網的中心。有無數強壯的人用同樣的力量拉網邊,你會發現所有放在網上的東西都會不斷遠離你,物體看起來越遠,它離開得就越快。


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我們如何測量物體在不同距離離開我們的速度呢?這需要使用非常著名的哈勃常數。最新的哈勃常數是每百萬秒70公里,而100萬秒的間隙大約為326萬光年。也就是說,當你觀察巨網的中心時,離你326萬光年的星系以每秒70公里的速度離開你,離你652萬光年的星系以每秒140公里的速度離開你,等等。當一個星系與一個星系之間的距離達到140億光年時,它以與光速相同的速度離開我們!可觀測的宇宙半徑為460億光年。大多數星系發出的光永遠不會落入人類的視野。他們以比光快得多的速度拋棄了銀河。

在宇宙膨脹的早期階段,時空膨脹的速度更加驚人。大爆炸後1秒鐘,可觀測到的宇宙有10光年的大小。一年後,它已經擴展到10萬光年。10000年後,可觀測宇宙的直徑將擴大到1000萬光年。如果有人拿著激光槍,想在大爆炸的混亂中謀殺你,他必須在大爆炸後10到33秒內扣動扳機,這樣光彈的速度可以跨越168米,在你遠離他的速度低於光速時擊中你。


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最快光速的概念來源於愛因斯坦狹義相對論,它只適用於時間和空間的平面慣性系統。例如,兩個航天器以光速的99%向相反方向飛行,它們的相對速度是光速的99.995%,而不是光速的198%。在廣義相對論中,速度只有在局部空間才有意義,這和空間膨脹比光速快的理論並不矛盾。

不能超過光速有兩個先決條件:一個是靜態質量,另一個是能量和信息的傳輸。其他超光速現象,如量子糾纏、哈特曼效應、卡西米爾效應和電磁波的相速度不能傳輸任何能量或信息,所以和相對論也不矛盾。

在某種意義上,光速仍然是宇宙之王,在曲率驅動或蟲洞旅行的幻想成為現實之前,人類必須服從它的規則。


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