很多人都知道,物體的運動速度或者信息的傳遞速度不能超過真空中的光速,這是由愛因斯坦的相對論決定的。根據如下圖所示的相對論質量速度關係式,物體的速度越大,其質量就越大。把一個物體加速到非常接近光速c時,物體的質量就會趨於無窮大。將物體加速到光速c會需要無窮大的能量,這決定了物體的速度不能達到光速。
從相對論誕生至今100多年來,從未發現過有物體的運動速度超過了光速,曾經有幾次認為發現了超過光速運動的粒子,後來均被嚴謹的分析否定。
不過也有理論另闢蹊徑,認為存在一種並不違背相對論的超光速粒子——快子。因為根據相對論的質量速度關係式,物體的運動速度v若是超過了光速c,雖然不存在實數解卻存在虛數解,有科學家認為這個虛數解對應著的就是質量為虛數的超過光速運動的快子。或者說存在另一個宇宙,另一個宇宙中粒子運動的速度是超光速的。在我們的宇宙中,光速是物質運動速度的上限,而快子的宇宙中,光速是物質運動速度的下限。
既然是不同於我們宇宙的另一個宇宙,就意味著很多現象和我們的宇宙截然不同,我們宇宙中不可能存在的現象在那個宇宙中卻是再正常不過的。
如果快子這種超光速粒子真的存在,這種粒子能量最低時的速度為無窮大,隨著能量的增大其速度會逐漸降低,降低到光速時其能量會變得無窮大,光速是其速度下限。
快子的速度可以趨於無窮大,利用這個特點可以實現即時通訊,不必像我們宇宙中這樣有光速限制著信息傳播的最大速度。
從一個坐標系變換到另一個坐標系要用到洛倫茲變換,在快子的世界裡用洛倫茲變換會出現時間倒流的現象,這也是不可能存在於我們的宇宙中的。
儘管數學上可以有解,但並不意味著會真正存在這樣的粒子或宇宙。目前也沒有任何直接或間接的證據表明快子這種超光速粒子的存在。如果有一天真的發現了這種超光速的快子,相對論也並不會因此被推翻,因為快子就是把相對論從實數域推廣到虛數域得出的。