宇宙極限速度為啥是光速?這個速度為什麼不能被超越

時間 2021-08-30 11:15:18

1樓:李論科學

首先我想說的是,光的速度可以被超越!不要驚訝,這是真的,但我們需要在耍賴、作弊的情況下才能超越光的速度,這個我們後面在說。首先我們在非相對論的基礎上解釋下,為什麼我們不能超光速?

目前人類所創造的速度極限實在粒子對撞機中實現的,粒子加速器是利用電場加速粒子,並且使用磁場將帶電粒子控制在加速環中加速,這就是說磁場、加速環越大,粒子獲得的能量越高,

大型強子對撞機中質子獲得的能量是6.5 tev,速度已經達到了0.9999999896c,299,792,455 m / s。

這個數字一看這和光速基本沒有區別,但確實沒有達到光速。但質子還不是最快的人造速度。

還記得電子嗎?一個電子比質子輕了1836倍!在lep電子對撞機中獲得的能量為104.

5gev,是人類有史以來最快的加速粒子,達到了0.999999999988c,299,792,457.9964m/s,僅僅比真空中的光慢3.

6毫米/秒!

這時你可能會想,就差了3.6毫米每秒,這麼難麼?是能量不夠嗎?

有沒有更高能量的粒子?有!人類目前造不出來,但宇宙可以,大家還記得黑洞旋轉的吸積盤的,磁場比人類創造的磁場強10億倍,噴射出來的宇宙射線(質子流)能量可以一路飆升到10^19 ev以上!

這麼高的能量為什麼還是沒有超光速,下面就說說到宇宙的速度限制或者說能量限制了。當一個粒子的所攜帶的能量在5×10^19ev以上時,宇宙就開始干預粒子,不讓其超過這個閾值。就是我們所說的gzk極限值!

gzk極限是以提出者greisen、zatsepin、kuzmin三人姓氏之首字母為名的理論上限,描述源自遠處的宇宙射線應有的理論上限值

當粒子能量高於這個極限值,在空間中就會和微波背景發射中的光子發生相互作用,並且產生一箇中性π介子,一箇中性π介子就會消耗135mev的能量!知道粒子能量降低到允許的極限值。這個極限值意味著黑洞能量再怎麼高,創造出來的質子速度為299792457.

99999999999999999999918米/每秒。還是不能達到光速或超光速!

這時有人就想,那宇宙微波輻射有一天會不會隨著宇宙的膨脹沒有了?速度就可以超光速了?不是的,空間的膨脹只會讓光子的能量更低,甚至膨脹到無限低,或者波長被拉到無線電波的不斷,但永遠不會讓光子消失。

這就是解釋宇宙極限速度的一種方式,如果你想聽相對論版本的,下面就是!但首先你要相信相對論是正確的。

宇宙的速度極限,我們通常稱之為光速,是宇宙執行的基本原理。相對論說,當你走得越快,你在前進方向上的空間維度就縮小得越多,當你被外部觀察者看到時,你的生物鐘也會執行得越慢。換句話說,空間和時間並不是一個固定的背景,在這個背景上,所有的事情都以相同的方式發生。

相反,時空可以被彎曲或扭曲。

如果你看愛因斯坦相對論的核心方程式,你會發現當你接近光速時,你前進方向的空間維度會縮小到零,而你的時鐘會慢到停止。一個寬度為零,時間沒有變化的參考系實際上是一個不存在的參考系。因此,這就告訴我們,沒有任何東西可以比光速更快,原因很簡單,間和時間實際上並不存在於這個點之外。

因為「速度」的概念需要測量在一定時間內在空間中走過的距離,所以速度的概念甚至在物理上並不存在於光速度之外。事實上,「比光還快」這個短語在物理上是沒有意義的。這就像是說「比黑還黑」。

你可能會說愛因斯坦的相對論是錯的。但現在有如此多的證據都在支援相對論,如果它是錯的,以光速不變原理構築起來的相對論大廈早就垮了。

前文開頭我為什麼又說可以超光速呢?其實關於關於「光速極限」這一原理,更準確的說法應該是:「在本地空間內,沒有任何東西的速度能超過光速。

」這意味著如果我們使用非區域性尺度,我們確實可以獲得比光速更快的有效速度。

例如,如果蟲洞存在,你可以有一個從地球到北極星的捷徑。與從地球到北極星而沒有穿過蟲洞的光相比,你的速度會更快。換句話說,你會先到達北極星。

這樣的超光速是允許的,因為你從來沒有在區域性空間超過光速。如果有一束光從地球發射到北極星,並和你一起穿過蟲洞,你就不可能跑得過光。

再舉一個例子,宇宙中有一些遙遠的恆星,它們之間的碰撞速度比光速還快。這也是允許的,因為星系並不是本地速度。這些星系會人為自己相對於周圍的空間根本就沒有動,談何超光速。

還有一個例子,我們經常會看到核反應堆發出幽幽的藍光,這時切倫科夫輻射,光子在水中的速度受到了限制,而電子這時就超過了光速!

2樓:匿名使用者

就像一加一等於二一樣,如果等於三,那麼我們發展了幾百年的科技基礎都全部不存在了。

3樓:你又是哪塊瓜皮

光速是世界上發現速度中最快的,其他的速度都比不上。

4樓:獵鷹東營

這是一個不能解釋的命題,一個公理,它存在,她它就這樣,沒有理由!任何的解釋都沒有意義!!就好比讓你解釋一下:為什麼兩點之間有且只有一條直線?為什麼兩點之間直線最短?

5樓:

因為光速是人所能夠探測到的最快的速度,其他速度都會受到阻礙物的影響,只有光不會受到阻礙物的影響,所以它是最快的。

6樓:雨柔

太陽的發光發熱不是核聚變,而是引力聚焦使然。

7樓:顧輕舟老師

光速是宇宙中的極限速度這一點是被人們廣泛認可的。

8樓:

不是不能被超越,是人類現有的科學技術超越不了。愛因斯坦的相對論提出,人類如果超越光速,就可以進行穿越。

9樓:小肥仔學長

因為光是最快的速度,可以體現我們很難判斷的距離

10樓:友雅雋

一旦超越,就發現人類被騙了。

11樓:樂正心思

中子星的輻射物質比光速大得多。

從宇宙之大的角度來講,光速是一個非常有限的速度,為什麼不可以超越呢?

12樓:匿名使用者

不能超光速是相對論

的一個推論。

但是,這只是推論而已,不是相對論的根本原理。也就是說,世界上如果有超光速的現象發生,也不影響相對論的其他結論。換句話說,這個宇宙中是可能有超光速的現象發生的,只是說以我們目前的科技水平,邏輯想象能力無法解釋當巨集觀出現超過光速後所出現的一些矛盾。

確切一點說,相對論不是不允許超光速的現象,而是不允許有超光速的資訊傳遞。

再確切點,相對論也不是不允許有超光速的資訊傳遞,而是不允許利用這種資訊傳遞去改變已發生結果的原因。從而造成因果上的邏輯矛盾。物理上叫超距現象。

比如說,某人利用超光速資訊傳遞,回到過去,在他自己沒有出生的時候殺死自己的父親。這就影響了因果論,所以這是相對論不能允許的。這就是著名的外祖父悖論。

大家都知道,相對論屬於經典物理,它沒有擺脫因果論的束縛,a導致b,b導致c,一切是環環相扣的。為了確保這個因果性,愛因斯坦就假設了沒有超光速的資訊傳遞發生。

而現實中超光速是存在的,比如由量子論推論出的一些現象,量子隧道效應,黑洞蒸發,包括物質波等等,都是超光速的現象。只是這些現象是基於不確定原理的,所以不能去改變事物發生的原因,所以不與相對論矛盾。

就算有一天真的發生了可以「回到過去」的現象,也不會影響相對論的其他結果,相對論依然是我們可以信賴的基石。

13樓:匿名使用者

根據相對論,一個物體的質量與速度是有關係的,速度越大,質量也就越大,當速度達到光速時,質量無窮大,那根據牛頓第二定律,f=ma,質量無窮大,則a一定為0,所以無法超越光速。

14樓:清香王子

光速作為物理速度來說,確實是個極致了撒。但是還有時空扭曲的嘛不是。

15樓:匿名使用者

兩點之間 點 最短 就是空間扭曲! 但是 還有個比光更快的就是反重力 (利用磁場加速 但是起速慢。也有可能 光 就是反重力的例子!)

16樓:匿名使用者

這個。。。應該是這個宇宙能承受的極限速度了,如果超過光速,後果誰都不知道

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