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[猎奇]还认为宇宙中光速最快？醒醒吧，这四个速度远超光速 [15P] [复制链接]

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只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2023-05-08

— 本帖被 xgch 执行加亮操作(2023-05-08) —

如果我们承认现实的因果性，也就是原因必定在结果之前发生，那么我们就必须接受这样的一个基本的物理法则。
在宇宙中任何有质量的物质粒子，或者是任何能够传递信息的方式都必须在低于真空中的光速的速度下运行。

这个极限速度为299,792,458米/秒，构成宇宙万物的的粒子，如中微子、电子、质子和中子的运行速度，只能无限接近，并不能达到这个速度。
这是因为质量和能量是等效的，质量只是能量的一种不同的表现形式，一个物体的所包含的能量分为：静止能量（E=mcd^2）和动能。

当你给一个粒子开始加速的时候，随着速度的增加，它所拥有的动能就会增加，当无限接近的光速的时候，动能也会变的无限大。
这个时候，粒子所包含的总能量也会变得无限大，因此我们常会说无限接近光速的物质其质量将会无限大。

要想让它达到光速，就需要无限的能量，由于可观测宇宙是有限的，也就是我们可以获得的能量是有限的，因此我们无法把一个有质量的粒子加速到光速。
你知道人类现在所创造的最快速度是多少吗？在大型强子对撞机中我们已经将质子加速到了299,792,455米/秒，跟真空中的光速比起来只差了0.000001%，可以说十分接近光速。

你可能会想，差这么点了，是不是能量不够啊，真想上去再推质子一把！那么未来我们加大磁场、加大环形对撞机的半径，是不是就可以达到光速，甚至超过光速呢？
其实接近光速很简单，这就看你怎么接近了，最后那一点点往往是无法突破的。你看，黑洞的能量大吧，它是宇宙中的怪兽，磁场强度是对撞机的一万亿倍。

结果呢？它所创造的宇宙射线中的质子能量是人类创造的3600万倍，但速度还是低于光速，为299,792,457.9999999999999992米/秒。
差了0.0000000000000008米/秒，这说明啥，光速真的是物质粒子的速度极限。你怎么弄，怎么折腾质量粒子都只会无限接近光速。

而那些无质量的粒子，如光子、胶子、引力子这三个粒子天生就必须以光速运行。
那为什么宇宙就是不让质量粒子超光速呢？
其实很简单，我一开始就说了，宇宙有因果律，如果物质可以超光速，那么整个宇宙就完全乱套了，而且也会分崩离析。

你看，如果一颗子弹超过了光速，那么在你看到一个人扣动扳机之前子弹就可以杀死一个人，也就是说，结果出现在了原因的前面。这样的现实不久彻底变得混乱不堪。
你看，光子、胶子、引力子这三个粒子在传递着电磁力、强力、引力，这三种基本力将粒子结合在一起组成了万物。
如果一个物质可以跑的比这三个粒子还快，那么这三个力都追不上这个物质，怎么能将物质结合在一起呢？万物是不是分崩离析了？

因此，有些物理法则是不容得被挑战的。除非你可以改写整个宇宙的初始设定。
不过，我又说了，宇宙中确实有快于光速的现象。但是它们并不违背基本的因果律，不会传递任何信息，也不会影响基本力的传递。
因此这些现象在宇宙中是被允许的。
1、首先就是宇宙诞生时，空间暴涨的速度。
以前认为宇宙开始于大爆炸，常常认为有一个奇点，时间有一个开端，并且是从零开始的。但是自从暴涨理论被提出以后，我们已经不这样认为了，这已经是个过时的概念。

暴涨理论说，时间并不是从零开始的，而是从10^-41秒开始，这时的宇宙已经存在，大小差不多就是地球到太阳的距离，一个天文单位。
空间中并不存在任何物质粒子，只有真空能量，并且真空能量正导致宇宙以指数级的方式膨胀，并于10^-36秒，暴涨结束。

空间中的真空能量开始衰变到物质中，产生了目前我们所知以及未知的所有物质粒子和反粒子，这个过程被称为再加热阶段，也是热大爆炸的开始。
所以我们说的大爆炸并不是嘭的一声，而是在描述当时热的、快速膨胀的状态，并没有任何东西爆炸。
膨胀速度有多快呢？你看，宇宙诞生后的一秒，就已经有1光年的范围了，1年就有银河系的范围了，这个速度远远的甩光速几条街。

2、现在宇宙的膨胀速度，在136亿光年以外依然超光速。
现今的宇宙依然在加速膨胀，这一点我们已经听了无数次了，宇宙膨胀的速率为20公里/秒/百万光年，也就是说每增加1百万光光年的距离，空间的膨胀速度就会增加20公里/秒。

这就跟我们吹气球一样，也跟我们在烤箱里蒸面包一样，宇宙就是以这样的方式膨胀的，如果这样的速度计算的话，目前136亿光年以外的星系，都在以超光速的速度远离地球。
但空间自身的超光速并不违背狭义相对论的基本原理，因为物理法则从来没有现在空间怎么样，而是限制的时，质量粒子在空间中的运动。

你肯定会问，那星系不也跟着超光速了吗？星系的推行速度确实是超光速了，但是它们并没有相对于空间在运动，只是我们和星系之间的空间膨胀了。
3.量子世界里的纠缠现象。

这个现象简直就是个魔鬼，让爱因斯坦头疼不已，因为这个现象直接冲击到了爱因斯坦的世界观，他认为这个世界存在局域性，不能超光速，不会存在鬼魅的超距作用。
例如在量子世界里，两个伴生相互耦合的粒子就处在一个不确定的纠缠态，当我们测量其中一个粒子的状态是，如果它自旋向上，那么另外一个粒子此时必定自旋向下。

神奇的是，不管你把这两个粒子分离到多远的距离，这种超距作用依然存在，测量一个粒子，另外一个会瞬间做出选择。
1964年，约翰·贝尔提出论文验证了量子纠缠的真实性，显然爱因斯坦错了，不过他的相对论依然正确，因为我们无法利用量子纠缠以超光速的方式来传递信息。
原因在于，我们每次测量一个粒子的时候，粒子所表现出来的确定态都是随机了。因此无法传递信息。
4.在介质中超越光速

光不仅可以在真空中传播，也可以在介质中传播，不过光在介质中就会被降速，其中有效光速为c/n（n为介质的折射率，总是大于1）。
因此在光在的水中的速度为0.75c，这个降速还是比较大的，例如在核反应堆中，电子被释放出来时的速度十分接近光速，因此此时的电子就比光子跑的快。
而反应堆的幽幽蓝光，正是电子突破光障时产生的切伦科夫辐射发出的，这是一种光学“冲击波”。
总结