宇宙中光速最快,最接近光速的物質是什麼?

2020-12-19 騰訊網

  真空中的光速是宇宙中最快的速度,為什麼光速最快呢?真的沒有物質可以超越光速嗎?若是如此,宇宙中最接近光速的物質又是什麼呢?

  每秒299792458米,這就是光在真空中的速度,這個速度是宇宙中最快的速度,是任何物質都無法超越的速度。請注意,光速的最快並不是說至今還沒有發現比光更快的物質,而是從理論上就不可能有任何物質的速度超越光。這是因為光是宇宙中一種特殊的存在。其特殊性就在於光是沒有質量的。而除了光以外,宇宙間的一切物質都是具有質量的,而質量就是限制速度的關鍵。

  通過測量可知,隨著物體運動速度的增加,質量也會相應增加。

  我們可以根據質能方程來計算出質量增加的具體數字,隨著速度的逐步增加,質量會越來越大,如果假設任何一個有質量的物體運動速度達到光速,那麼於此同時,它都將具有無限的質量,要知道,沒有什麼能夠具有無限的質量,就連黑洞也不行,而且無限的質量就意味著要以無窮大的能量來驅動加速,而宇宙間的能量顯然是有限的。而光就不同了,光不具有靜止質量,所以它運行的速度就是宇宙中的極限速度。光速最快,光速不可超越,這無可爭議。

  那麼宇宙間與光速最為接近的物質是什麼呢?

  目前宇宙中發現的最接近光速的是一種被稱之為Oh-My-God的粒子,這個名字還真是有趣。人類首次探測到Oh-My-God粒子的存在還是在上世紀九十年代,從那時候開始至今,人類對於這種神奇粒子的探測記錄總共只有72次,平均下來,每年只有兩次。這種粒子的本質實際上是一種高能宇宙射線。那麼,這種粒子到底有何神奇之處,使得它能夠被命名為Oh-My-God呢?首先,我們來說說能量。目前已知的河外星系天體所釋放的最強電磁輻射能量如果換算成焦耳的話,大約為0.00000255焦耳,而這種粒子,一個的能量就高達51焦耳。

  也就是說一個Oh-My-God粒子所蘊含的能量是已知河外星系天體所釋放的最強電磁輻射的兩千萬倍。

  單單憑藉其能量就足以當得起Oh-My-God這個名字了。既然它是已知的最接近光速的物質,那麼我們就來看看它的速度吧。這種粒子的運動速度可以達到光速的99.99%,如果只是短暫的觀察,根本無法發現這種粒子運動速度和光速的差距。Oh-My-God粒子是已知的最接近光子運動速度的物質。而還有一種粒子的運動速度比Oh-My-God粒子還要快,只是與Oh-My-God粒子不同,這種粒子並未真實探測到,它是存在於科學家們的假設之中的。

  這種假設的宇宙間最快的粒子就是普朗克粒子。

  科學家之所以假設出普朗克粒子,並不是為了要展現人類的想像力有多麼豐富,而是為了研究普朗克尺度而必須假設出來的物質。普朗克粒子無論在能量還是速度方面都遠遠超過了Oh-My-God粒子,從本質上來講,普朗克粒子本身就是一個微型黑洞。普朗克粒子雖然是假設的,但並不代表現實之中就一定不存在,只不過其就算存在,我們也很難發現,因為這種粒子很短命。普朗克粒子的本質就是一個微型黑洞,而根據霍金輻射理論,這種微型黑洞從誕生到蒸發消失就是一瞬間的事情。

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    宇宙確實擁有極限速度,不然粒子無法凝聚就不會存在物質而失去宇宙的存在性。我們目前沒有發現比光速快的質量物質。光是質量最輕的物質,除非你有證據找到比光快的物質存在不然暫且相信光速是最快的宇宙速度。有幾種情況速度快過光速比如宇宙重力、地球重力,銀河系重力,太陽系重力,黑洞重力。
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    光速不但非常快,而且還被認為是宇宙的速度上限。那麼,為什麼說光速是宇宙中最快的速度呢?這一切都要從光速不變原理說起。麥克斯韋發現了一個很特殊的光速公式:上述公式右側的兩個參數都是恆定的常數,這意味著光速也是恆定的大小。
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  • 宇宙中有沒有比光速更快的速度?
    「宇宙中有沒有比光速更快的速度?」,其實光速也分很多種,我們可以分為真空下的光速,和在介質中的光速。宇宙中確實存在一些遠超真空光速的存在,同時也存在,同樣是在介質中,但要比光速快的情況,我們先說第一種,在說第二種。
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    如果以光速前進,則需要2億年的時間才能到達。在這麼遠的距離下,空間膨脹速度非常快,實際所需的時間要長於2億年。如果要到可觀測宇宙的邊緣,光速前進則需要465億年。要知道,宇宙誕生到現在所過去的時間也只有138億年,所以光最遠只能前進138億光年。
  • 還認為光速最快?科學家發現兩種速度,比光速快上萬倍
    完全是免費訂閱,請放心關注光可以在真空中傳播,也可以在介質中傳播,其傳播速度就叫做光速。自然界中,目前已知的物體運動的最大速度當屬真空中的光速,約每秒30萬公裡。這一點在世界著名科學家愛因斯坦驗證出來的「光速極限」理論中也有所體現,而且該理論從20世紀初到現在一直未被推翻。期間,科學界也一直在努力地探索比光速更快的速度,只是沒有取得任何的突破而已。
  • 真空光速並非極限:宇宙中這3種「速度」,其實比光速更快
    真空光速並非極限:宇宙中這3種「速度」,其實比光速更快目前人類發現的速度最快的物質,就是真空中的光。光在真空中的傳播速度大概是30萬公裡每秒,而且根據愛因斯坦的「光速不變原理」,相對於宇宙中的任何一個參考系,光速都是恆定的。
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    以前回答這個問題,發現還有人混淆了光速和思維速度之間的區別。包括問題本身,估計也把人的思維速度,誤認為比光速還快了。大家都知道光速是怎麼回事,就是真空中光的速度是每秒30萬公裡,比如從太陽到地球,光線需要8分鐘。
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  • 為什麼要用光速衡量宇宙,超光速1萬倍的量子糾纏豈不是更合適?
    以目前的宇宙學理論,我們的宇宙直徑大約為920億光年,這就顯得我們用光年衡量宇宙有點吃力,因為光年在宇宙尺度下顯得極其微小。我們之所以用光速衡量宇宙,並不是由於光速是最快的速度現象,而是因為光速是最快的信息傳遞的速度。
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    光速為什麼是宇宙最快速度?如果能超越光速,會發生什麼變化?自從人類開始大力發展科學,就一直有一個充滿野心的夢想,那就是實現星際旅行,在一些科幻電影裡面做一點都有體現,但是想要真正的實現星際旅行,我們就要達到宇宙的最快速度,根據目前科學的定義,光速是目前宇宙當中的最快速度。達到了30萬公裡每秒,可是人類目前最快的速度也不過72萬公裡每小時,也就是深入太陽日冕層的帕克探測器。
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  • 光速並非宇宙最快速度,五個「超光速」現象,你知道幾個?
    提到宇宙中最快的速度,相信大家都會第一時間想到光速。沒錯,我們從小到大的書本中一直告訴我們,光速是宇宙中最快的速度,以至於宇宙中的距離尺度都採用光速作為單位。最主要的是「光速恆定」和「光速無法超越」經過多年的推論和驗證早已被公認為正確的理論。
  • 光子是用什麼「動力」瞬間達到光速的?
    但是,我們知道,宇宙中信息、物質、能量的最快傳播速度是光速,這是光傳播的速度(真空中約為3*10^8m/s)。但是並沒有什麼給光加速,為什麼光的速度就可以這麼快呢?
  • 人類究竟可以飛多快?理論上可接近光速
    巴裡表示:「並沒有什麼具體的障礙阻止我們人類飛得更快,除了一件事:光速。」真空中的光速大約是每小時10億公裡。那麼我們有沒有可能從當前的記錄每小時4萬公裡開始逐漸提升,最終達到接近光速的水平?有趣的是,速度本身——也就是我們對於運動快慢的度量——對於我們的身體而言並不存在什麼極限問題——只要這種運動時勻速且沿著一定方向的就可以。因此,理論上人體是可以承受以接近光速的速度飛行的情況的。
  • 為何光速是30萬公裡每秒?是什麼限制了光速?
    大家都知道,光線是現在宇宙所有物質中,在真空中傳播速度最快的(排除量子糾纏和宇宙膨脹現象,因為它們都不能傳遞信息),這個速度值為299792458米每秒,為了便於記憶和計算的方便,人們通常將光速近似看作30萬公裡每秒。
  • 宇宙中有比30萬千米每秒的光速更快的速度,那就是宇宙的膨脹速度
    宇宙中比光速還要快的速度不過,在太空探索中,我們普通汽車的速度就太慢了,如果我們發射人造衛星,就需要克服地球的引力,那麼就要達到第一宇宙速度以上,也就是7.9千米每秒。如果我們要飛出地球,完全擺脫地球的引力,那麼就需要達到第二宇宙速度,也就是11.2千米每秒以上。
  • 宇宙中有比30萬千米每秒的光速更快的速度,那就是宇宙的膨脹速度
    「速度」在科學上是用來衡量物體運動的快慢和方向,主要包括線速度和角速度,我們日常生活中所說的速度一般是指線速度,速度在數值上等於物體運動的位移跟發生這段位移所用的時間的比值,我們最常用的速度單位是「米每秒」。比如,我們在高速公路上開汽車,通常會有一個速度的限制,那就是120千米每小時,也就是差不多33.3米每秒的速度,如果快於這個速度,就超速了。