光速是宇宙中最快的嗎?

2021-02-25 梅羅奧秘

提到「光」你會想到什麼?是夜晚燈光照亮每一個角落,是陽光明媚萬裡無雲,但是這些都是電磁波譜中非常小的一段可見光,這是我們肉眼可以接收辨別的電磁波。就像是光學望遠鏡一樣,只能接收可見光,而射電望遠鏡可以接收範圍更廣的電磁波,例如我國的大型射電望遠鏡「天眼」,可以接收到來自宇宙深處大量的無線電信號。

 

在日常生活中也體會到過光的速度,天氣陰了雷鳴電閃下雨了,首先我們會看見電閃,隔幾秒鐘才會聽到雷鳴,這就是因為光速很快而聲速在標準狀況下340米每秒,相比較之下聲速就要慢的很,現在我們知道真空中光速是30萬公裡每秒,是宇宙中最快的的速度,但實際上在人類的發展史上一直都認為光傳播是不需要時間的。

 

最開始對光素產生質疑的是伽利略老先生,對於他應該很多人都是熟悉的,對經典物理學的發展有著奠基性的作用。經過一代代人對光速進行測量,光速的數值也越來越接近真實值,直到19世紀末赫茲在實驗室中發現了麥克斯韋預言的電磁波,電磁波也是一種波它的速度可以用頻率乘以波長,最後得到電磁波的速度為30萬公裡每秒,而恰巧前人對光的測量其速度也接近於30萬公裡每秒。

 

這個時候人麼才逐漸地意識到光就是一種電磁波,而光速是宇宙中最快的速度是由愛因斯坦提出來的。在19世紀末的時候經典物理學大廈已經趨於完整,但在天空中依然漂浮著兩朵小烏雲,其中之一就是麥可遜莫雷實驗沒有證明以太的存在,二是黑體輻射實驗結果和理論的不符。這兩朵小烏雲最後就發展出相對論和量子力學,成為二十世紀物理學的兩大支柱。

  

愛因斯坦認為光速是宇宙中最快的速度,凡是有靜止質量的物體只能無限的接近於光速,但是永遠無法達到光速。在我們看來光速的確是非常快的,光可以一秒鐘繞地球七圈半,光可以從地球一秒多種就到月球。但你是否想過,光速針對整個宇宙來說並不是很快的,相反可能是慢如龜速。

 

從太陽系內來講,地球和太陽的平均距離是1.5億公裡,這個距離光速飛行需要8分鐘20秒,到這裡就可以感受到光從一點到達另外一點並非是瞬時到達了,因為距離變大了。

 

其次從這個太陽系的範圍來講,把奧爾特雲看成是太陽系的邊界,那麼太陽系的直徑在2-3光年,這也就意味著太陽光從太陽出發到飛出太陽系至少要一年的時間。我可不可以來類比一下,對於人類文明在地球上生存來說,即使是我們我們的交通工具繞地球一圈也用不上一個月,更不用說一年的時間了,從這裡來講光速真的是慢如龜速。

 

想像一下宇宙有多大?目前可觀測的範圍就是930億光年,這也就意味著光速飛行都需要930億年,假設宇宙中存在更高等級的文明,他們日常的生活就是從一個恆星系跨越到另外一個恆星系,那麼如果還是按照最快光速飛行的話,那至少是幾年的時間。例如距離我們最近的恆星就是比鄰星,距離我們4.22光年遠。那麼這樣看來,對於高等級生物文明來說,光速實際上是慢如龜速的,對於遼闊的宇宙空間30萬公裡每秒的速度貌似難以匹配。

 

如果一個文明可以一直發展延續下去,那麼最終的障礙點可能就是光速最快的限制,畢竟諾大的宇宙光速已經捉襟見肘慢如龜速了。那麼未來人類有望突破光速的限制嗎?

 

目前科學上支持的超光速現象有三種:其中之一是宇宙膨脹速度;其中之二是量子糾纏速度;其中之三是量子隧穿速度。但是這些都無法幫助我們進行星際航行,但是如果在未來可以發現愛因斯坦預言的蟲洞,那麼就找到了遠距離航行的捷徑,打破了光速限制的壁壘。

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  • 宇宙中最快的速度不是光速
    在動物世界中我們經常可以看到獵豹追跳羚的畫面,比這個跳羚跑得更快的就是它的天敵,也就是這個陸地上跑得最快的動物「獵豹」。這個宇宙中我們目前已經觀測到最快的速度是光速,光速度是每秒三十萬公裡,每小時十億七千九百二十五萬二千四百八十九公裡。在天文學上有一個非常重要的距離單位叫做光年,就是光走一年的距離,大概九兆五千億公裡。
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    光速是宇宙中最快的速度?快醒醒,這3個速度就碾壓了光速!光速一直被無數人認為是宇宙中最快的速度,原因也非常的簡單。 科學家一直想建造光速太空飛行器,但不幸的是,沒有任何質量物體能比光速更快地旅行,到目前為止,人類還沒有達到無限接近光速的可能性。 這就是為什麼人類很難飛出太陽系,更不用說在浩瀚的宇宙中漫遊了。
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    因此,人類一直把超越光速作為科學研究的終極目標。光速是指光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度,真空中的光速是目前所發現的自然界物體運動的最大速度。如果人類能夠超越光速,那麼人類就可以實現動畫片中出現過的瞬間移動,只需要用2秒以內的時間就能夠從地球移動到月球,因為光速就相當於光在一秒內能夠繞著地球旋轉6圈以上。但是人類真的能夠做到超越光速嗎?
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    一直以來,人們都將光速,定義為宇宙中最快的速度,並一直深信不疑,而根據愛因斯坦的相對論表示:目前任何有質量的物體,都無法達到超越光速,只能無限接近光速。其實接近光速很簡單,但是想要超越,卻十分困難,簡單來說就是我們的能量不夠。 想必大家對黑洞都有一定的了解吧,黑洞可以說是宇宙中的大胃王,看到什麼吞噬什麼,具有很強大的能量,但是黑洞創造的宇宙射線比我們創造的要強成千上萬倍,但是速度還是低於光速,極限速度為299,792,457.9999999999999992米/秒。
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