為什麼光速被認為是宇宙最快速度?一旦超光速,世界有什麼變化?

2020-12-06 六分鐘科普君

人類一直有一個星際旅行夢想,要實現星際旅行夢想最重要的速度,可是目前人類最快的速度才72萬公裡每小時(帕克號探測器的最高速度),距離星際旅行的夢想還很遙遠,為什麼這麼說呢?我們首先要明白什麼是星際旅行,所謂星際旅行就是從一個星系飛到另一個星系旅行,比如從銀河系飛到仙女座星系,這就是星際旅行,而銀河繫到仙女座星系的距離高達220萬光年,即使以光速飛行飛完這段距離需要整整220萬年,幾乎相當於讓人類在地球上進化所需要的時間,如果要想實現遨遊宇宙,更不可能,整個可觀測的宇宙直徑為930億光年,以光速穿越整個可觀測宇宙需要930億年,而人類掌握的最快的速度(時速72萬公裡)還不及光速的1500分之一,對於人類來說幾乎不可能實現。

星際旅行是人類的夢想

不過什麼事情都需要一步一步的來,人類如果要想實現星際旅行,最重要的一個目標就是突破光速,可是光速已經被認為是宇宙中最快的速度了,人類根本無法突破,人類無法突破光速,那麼星際旅行就無從談起,不過對於光速是否真的是宇宙最快的速度是存在爭議的,為什麼這麼說呢?因為光速作為宇宙最快的速度有點不合理,就拿宇宙空間來說,既然光速是宇宙最快的速度,那麼它應該可以輕鬆的穿越整個宇宙,可現實的情況是,光速穿越銀河系需要10萬年、進行星際飛行需要220萬年、穿越整個宇宙需要930億年,很顯然這樣的時間成本根本不符合光速作為宇宙最快速度的地位,還有一點的是,隨著時代的發展,似乎證明存在比光速還快的速度,比如宇宙膨脹速度、量子糾纏速度、蟲洞轉移速度等,雖然已經發現越來越多證據光速並非宇宙最快的速度,可是目前大部分科學依然堅持光速就是宇宙最快的速度,這是為什麼呢?

銀河系直徑為10萬光年,以光速穿越需要10萬年

科學家之所以堅持光速是宇宙最快的速度,是用我們建立的物理體系去判斷的,比如根據愛因斯坦的質能方程式E=mc^2(其中E是能量、m是質量、c是速度)我們可以知道,當一個物體的速度越快、質量越大,那麼所需要的加速度(能量)也就越大,當一個物體的速度達到光速的時候,它的質量將會變得無窮大,這個時候沒有任何能量可以給這個物體提供持續加速所需要的能量了,因此光速不可超越;此外科學家還發現只有靜止的和質量為零的物質才可以達到光速,而宇宙中除發現光子是零質量物質外,沒有發現第二種質量是零的物質,這也是為什麼光可以達到光速,而其他物質的速度怎麼都無法達到光速的 原因。

愛因斯坦的質能方程式E=mc^2否定光速可超越性

雖然經典物理學已經否定了光速可超越性,但是事物是向前發展的,人類目前還無法超越光速,但是並不代表未來無法超越光速,就好比古人認為登月是一件不可能的事情,還不是被現代人類給實現了,所以未來人類科技進步之後,超越光速還是有可能實現的,那麼假如未來超越光速,世界會有什麼變化呢?

超光速將給世界帶來巨大改變

如果人類超越了光速,可以肯定的是現代經典物理學體系會崩塌,因為現在經典物理學否定了光速可以超越,而隨著光速被超越,舊的物理學體系已經不再適用這個世界,一套嶄新的物理體系將會被建立,隨著新物理體系的建立,人類的世界觀、宇宙觀也重新被塑造,人類對世界、宇宙的認識大大加深,比如發現高維空間和高維生物。

人類實現光速將給人類文明帶來升級

其次給世界帶來的改變是人類文明將會得到升級,人類如果超越光速,毫無疑問會帶來文明的升級,因為以目前人類文明等級來看,無論如何都無法突破光速,除非人類文明得到升級,因此人類如果突破了光速,那就意味著人類文明已經完成升級。

蟲洞是實現光速飛行比較靠譜的方法

最後的變化就是人類找到了蟲洞,實現瞬時轉移的能力,以目前來看,利用常規的飛行手段根本無法突破光速,除非另闢捷徑才有可能突破光速,而蟲洞無疑是突破光速最好的捷徑,蟲洞是愛因斯坦提出一種存在宇宙中的神秘天體,又被稱作愛因斯坦-羅森橋,它是連接兩個不同宇宙時空的便捷通道,如果人類突破了光速,最有可能的方式就是利用蟲洞這種捷徑,而人類一旦找到蟲洞這種天體,便具備了瞬時轉移、時空穿越、星際旅行等夢想。

相關焦點

  • 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?
    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。
  • 為什麼光速是宇宙最快速度?超光速會有什麼後果?
    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。
  • 你還在認為宇宙最快速度是光速?其實有4種,遠超光速!
    我們認為宇宙當中最快的速度是光速,大約是299792458米每秒。在這些年來,科學家們一直在尋找可以超過光速的物質,但是截止到目前為止都無一而終,我們認為如果我們有能力超越光速,這就意味著人類的科學將會持續的向前發展,因為一個粒子在開始加速的時候,速度不斷的增加,所擁有的動能也就會增加,接近光速的時候或者到達光速動能就會變得無限大。
  • 光速是宇宙中最快的速度嗎?有四種速度比光速還要快
    根據愛因斯坦相對論,有質量的物體在宇宙中的速度只能無限接近光速而無法達到,更無法超越。如果物體的速度被限制在了光速以內,那人類能夠探索的星空就非常有限了,我們將永遠不可能探索銀河系,探索整個宇宙。如果是這樣的話,那人類發展太空科技還有什麼意義?那麼光速真的是宇宙中最快的速度嗎?
  • 光速並非宇宙最快速度,4個「超光速」現象,你知道幾個?
    宇宙中有許多我們沒有發現的真相。人類對宇宙的探索從來沒有停止過。也正是人類不懈的探索,讓我們了解到了許多以前不知道的事。宇宙的浩瀚與人類的渺小,讓我們不得不產生敬畏之心。現在,連光速是宇宙中最快的速度這一理論也將不再成立。可想而知,我們的宇宙到底存在多少我們無法想像的事。那你知道超過光速的這四種速度是哪四種嗎?
  • 愛因斯坦說:物質傳播最快速度是光速,為什麼還存在超光速現象?
    超光速實際上是可以的,宇宙中存在著許多超光速的現象。那為什麼還會有個光速限定,又有什麼是超光速的呢?今天,我們就來聊一聊這個話題。狹義相對論實際上,光速針對信息、能量、物質傳遞而言的。這是上個世紀初才建立起來的觀念。在在此之前,科學家並不這麼認為。這些其實需要從高中物理中的「參考系」說起。
  • 愛因斯坦光速最快理論被打破,它的速度竟比光速快3倍!
    可是,關於愛因斯坦的光速最快理論,卻一直有不少科學家質疑,同時,科學家也一直在尋找超光速存在的事物,前段時間,終於傳來了新的發現。宇宙仍然在不停的膨脹生長,科學家認為,在宇宙誕生的時候,宇宙從一個奇點開始向外膨脹的速度要比光速快很多,目前,宇宙可觀測到的範圍是930億光年的距離,也就是說,宇宙的半徑是465億光年,而宇宙誕生至今,不過138億年的時間,即使用光速來膨脹,宇宙的半徑也不過是138億光年。
  • 人類已知最快速度?你可能誤會光速了
    這個問題我想很多讀者都質疑過,科學家憑什麼認為光速是宇宙的極限速度,換句話說,憑什麼能量和信息的傳遞速度無法超過光速。實際上,絕大多數的科普書在說到光速極限的時候都不加這個定語。一些作者會說,這是人類對宇宙規律的一個基本假設,那為什麼那些科普作者認為不需要加上」人類已知」這個定語呢?這是因為普通人對光速的認識依然停留在與動物奔跑速度無異的層次上,他們認為,談到宇宙中的最快速度就好像在談論地球上跑得最快的動物一樣。
  • 醒醒吧,還認為宇宙中光速是最快速度?還有三種速度遠超光速
    光速是科學家們目前發現自然界物體最快速度,它被用來表示許多距離人類萬分遙遠的事物的最快能核實抵達,例如測量從地球到月球的距離,就需要行走384401公裡,而用光速行走,只需要2.5秒,可見,在浩瀚無際的宇宙之中,倘若人們掌握擁有光速的飛行器,前往任意星球、自由探索宇宙奧秘將不再是夢想。但你知道嗎?其實光速在某種程度上並不是最快的速度,還有其他三種速度要遠遠超過它的均速。
  • 醒醒吧,還認為宇宙中光速是最快速度?還有三種速度遠超光速!
    光速是科學家們目前發現自然界物體最快速度,它被用來表示許多距離人類萬分遙遠的事物的最快能核實抵達,例如測量從地球到月球的距離,就需要行走384401公裡,而用光速行走,只需要2.5秒,可見,在浩瀚無際的宇宙之中,倘若人們掌握擁有光速的飛行器,前往任意星球、自由探索宇宙奧秘將不再是夢想。但你知道嗎?其實光速在某種程度上並不是最快的速度,還有其他三種速度要遠遠超過它的均速。
  • 醒醒吧,還認為宇宙中光速是最快速度?還有三種速度遠超光速!
    光速是科學家們目前發現自然界物體最快速度,它被用來表示許多距離人類萬分遙遠的事物的最快能核實抵達,例如測量從地球到月球的距離,就需要行走384401公裡,而用光速行走,只需要2.5秒,可見,在浩瀚無際的宇宙之中,倘若人們掌握擁有光速的飛行器,前往任意星球、自由探索宇宙奧秘將不再是夢想。
  • 還認為宇宙中光速最快?醒醒吧,這四個速度遠超光速
    在宇宙中任何有質量的物質粒子,或者是任何能夠傳遞信息的方式都必須在低於真空中的光速的速度下運行。你知道人類現在所創造的最快速度是多少嗎?在大型強子對撞機中我們已經將質子加速到了299,792,455米/秒,跟真空中的光速比起來只差了0.000001%,可以說十分接近光速。
  • 還認為宇宙中光速最快?醒醒吧,這四個速度遠超光速
    要想讓它達到光速,就需要無限的能量,由於可觀測宇宙是有限的,也就是我們可以獲得的能量是有限的,因此我們無法把一個有質量的粒子加速到光速。你知道人類現在所創造的最快速度是多少嗎?那為什麼宇宙就是不讓質量粒子超光速呢?其實很簡單,我一開始就說了,宇宙有因果律,如果物質可以超光速,那麼整個宇宙就完全亂套了,而且也會分崩離析。
  • 還認為宇宙中光速最快,醒醒吧,這四個速度遠超光速
    在宇宙中任何有質量的物質粒子,或者是任何能夠傳遞信息的方式都必須在低於真空中的光速的速度下運行。那為什麼宇宙就是不讓質量粒子超光速呢?其實很簡單,我一開始就說了,宇宙有因果律,如果物質可以超光速,那麼整個宇宙就完全亂套了,而且也會分崩離析。
  • 根據相對論,光速是信息傳遞的最快速度,但這些速度比光速還快!
    牛頓理論我們在日常生活中的直覺其實更接近於牛頓的理論,這理論描述的是宏觀低速狀態下的世界,也就是人類所生活這個尺度的世界。在宏觀低速下,如果有個人在車上走,如下圖這樣的情況,車速是10m/s,人在車上行走的速度是5m/s。
  • 宇宙最快星系,速度可達2.3倍光速,為什麼沒有打破相對論?
    這意味著河外星系都在遠去,而且距離越遠,遠離速度越快。 如果河外星系離銀河系足夠遠,它們的退行速度甚至可以超過光速。然而,愛因斯坦的相對論又指出,任何速度都不可能超過光速。那麼,星系的退行速度是如何超光速的呢?為什麼這樣的超光速又沒有與相對論相違背呢? 狹義相對論:光速如何不可超越?
  • 宇宙最快星系,遠離速度達2.3倍光速,為什麼它沒有違背相對論?
    不管物體的速度有多快,它最多只能無限接近光速,在很多人看來,超光速現象是不存在的,那事實真的如此嗎?當然不是。事實上,在浩瀚的宇宙中就存在超光速現象,比如宇宙的膨脹,要知道宇宙大爆炸到現在是138億年,而目前人類可觀測宇宙範圍達930億光年。可見,宇宙膨脹的速度是遠超光速的,而且宇宙中有一個星系,它遠離我們的速度也超越了光速,達到了2.3倍光速。
  • 真空中的「光速」是宇宙中最快速度嗎?什麼是「光速不變原理」?
    真空中的「光速」是宇宙中最快速度嗎?什麼是「光速不變原理」?要說「光速」,仿佛是這個宇宙給予我們生活的三維空間的一個可望而不可及的「天花板」。目前我們人類還無法讓任何的物體達到真空中的光速那樣的速度,也讓我們的許多科學實驗達到了瓶頸。
  • 為什麼光速最快?一旦超光速,世界會怎樣
    根據愛因斯坦的狹義相對論,我們知道,光速是宇宙之中最快的速度。但是對天體物理學有興趣的朋友可能會發現,宇宙之中的有些現象卻是與光速最快的論調相悖。但是如果觀測宇宙的直徑的話,現在人類能夠觀測到的最遠的距離差不多有960億光年。 這就意味著宇宙的膨脹速度是超過光速。難道是愛因斯坦錯了?
  • 顛覆你的認知,光速不是宇宙最快速度,在它面前光速慢得像蝸牛!
    現實中時間無法倒流,但是理論上卻可以,什麼理論可以讓時間倒流?那就是愛因斯坦提出的時間與速度關係理論,愛因斯坦認為,時間不是一成不變的,它是可以改變的,速度就可以改變它。,他認為光速是宇宙最快的速度,是宇宙速度的上限值,沒有任何速度可以超越光速,這已經成為科學界的一條鐵律,從目前情況來看,人類最快的速度(旅行者1號的18公裡每秒)還不及光速(30萬公裡每秒)的萬分之一,所以從光速不可超越也符合現實情況,因為差距實在太大了。