打破宇宙鐵律,科學家找到超光速方法,和它相比光速像蝸牛

2020-09-05 daffodil

上個世紀,在一次世界物理學年會上,主辦方針對到場的物理學家們設計了一個有些另類的「遊戲」,遊戲規則是:每個人匿名在紙上寫出一個自己覺得最令人感到絕望的物理學概念,並且還要註明令人感到絕望的原因。

最後將所有人寫的概念收集到一起進行投票,票數/概念數就是這個概念得到的分數,分數最高的三個人可以拿到一個獎品。

為了證明自己的博學和思考深度,在主辦方提出這個遊戲的時候,所有的物理學家都開始絞盡腦汁的思考,大多數物理學家想的都是自己領域前沿根本無人能解的理論,因為這些理論無人能解開,並且可以保證沒有人跟自己重複,同時也能證明這些理論擁有巨大的科研價值。

最主要的是,將這些理論寫出來之後或許還能得到其他人的廣泛認同,畢竟這些概念代表了物理學界最前沿的問題。

然而當投票出結果的時候,所有人都驚呆了,因為分數最高的概念竟然是一個重複概念,並且重複了3次之多,也就是說有三個在紙上人寫了同一個概念,這三個人兩名來自德國,一名來自俄羅斯。

那麼究竟是什麼物理學概念會讓眾多物理學家感到絕望,並且還得到了廣泛認同呢?其實並非高深的物理學前沿內容,只是一個大家耳熟能詳的概念:光速。

那麼為什麼簡單的「光速」會讓眾多科學家感覺到絕望呢?科學家們認為,光速是299792.458千米/秒,如果以地球尺度來看這個速度會感覺到很大,畢竟地球太小了,小到人類的飛機幾十小時就能環繞一圈。

而如果將光速放到宇宙尺度下,就會顯得太過渺小,甚至會生出一種無力感。從時間上看,「光」僅僅想飛出人類所在的銀河系,就需要10萬年的時間,即便是人類未來達到了99%光速,想要飛出銀河系也是不現實的。

而另一方面則更加讓人恐懼,由於宇宙你從誕生伊始一直在加速膨脹,所以科學家們認為距離地球數百億光年外的星系,遠離地球的速度是遠遠大於光速的,這就導致我們在地球上無法觀測到這部分宇宙空間。

同時,對於這部分因為膨脹速度大於光速導致人類看不到的宇宙空間,人類永遠也無法到達。這種情況就好像上帝告訴你在遙遠的地方有著另一片世界,但是因為你看不到同時也到不了,所以對於那個世界你能做的只有猜測。

以上兩個方面的解釋就是三位科學家總結光速令人感到恐懼的原因。實事上,光速就像一道枷鎖,將人類文明限制在了有限的空間中。甚至有科學家推測,光速終有一天會將人類「鎖死」在有限的宇宙空間中。

假如光速能夠遠超今天這個速度,是今天光速的上百倍、甚至是上千倍,那麼相信宇宙的距離尺度對於人類來說也就沒有今天這麼沉重了。

那麼因光速而產生的「永恆絕望」真的不可能被超越嗎?數百年的科學發展歷程告訴我們,凡事無絕對。進入21世紀之後,經過研究科學家們漸漸發現了絕望之中的「曙光」。

我們都知道愛因斯坦的相對論中,在定義「光速上限」的時候,有一個非常重要的附加條件,而這個附加條件經常會被人們忽視,那就是產生速度的物體需要具備「靜止質量」。簡單的來說,就是這個物體在參考系中處於靜止狀態時,需要有質量。

可能有的人會覺得這是廢話,因為物質世界中的東西無論大小都會具有質量,但是這個說法其實是錯誤的,或者說是不嚴謹的,因為現實中確實有東西是沒有我們理解中的「質量」的。

這些沒有「質量」的物體中最典型的要數「光子」。光子只有在運動時才具有質量,平時靜止時它並沒有質量,這也是它能夠達到光速的前提。

另外,空間本身也是沒有質量這個概念的。除此之外宇宙中無處不在的暗物質和暗能量是否是質量,也是一個有待商榷的問題。

如果站在更高的角度來看,人類開始科學的研究宇宙不過才數百年的時間,所以對於存在百億年的宇宙肯定認識還不夠,甚至了解的可能僅僅只是皮毛而已。這也就意味著宇宙中不具備質量,卻真實存在的物體,可能遠比人類想像中的多。

而知道了這種情況,或許就能知道為什麼許多事物的速度會遠在光度之上了,比如說宇宙空間的膨脹速度,從本質上看,宇宙膨脹其實就是一種時空扭曲,和黑洞強大的引力能夠引起時空扭曲一樣。

所以理論上看,如果未來人類製造出了一種能夠扭曲時空的設備,那麼就能夠在空間中製造一條隧道,從而只需要花費極少的時間,就能夠到達幾百億光年之外,這遠非光速能媲美的,甚至光速和它相比就像蝸牛速度一樣。

看到這裡可能有些朋友不理解,因為相對論中說光速最快,而以上的情況顯然已經超越了光速,難道相對論錯了?

其實相對論並沒有錯,這種方法雖然在效果上甩了光速幾條街,但是在原理上並沒有超越光速,因為它並非依靠「有質量的物體在空間中運動」來實現在宇宙中穿梭,而是靠改變空間本身的構成來實現穿梭,因此這種方法和相對論並不矛盾,也不能說明相對論就是錯誤的。

同時科學們認為,按照和以上例子類似的原理,假如在微觀領域突破了弦理論中預言的自然界最小構成單元——弦,或者在暗物質研究中取得突破性的進展,或許都能為人類突破光速找到一個非常合理的理論途徑。

​總而言之,目前來看光速確實是人類文明發展道路上的壁壘,所以才有不少科學家認為只有打破光速的限制,人類文明才有開闊的未來。希望未來隨著科學技術的發展,人類能夠找到更多打破光速限制的途徑,讓人類文明成為真正的宇宙文明。

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  • 光速沒辦法超越的宇宙鐵律是不是真的?
    這個速度可能是光速的數千倍,光速的數萬倍,光速的數億倍,這種速度會讓數百萬人絕望嗎?然而,人類是一個強大的文明,必須不斷打破鐵律,使人類文明得以進步,所以有人問:世界上的鐵定律,光的速度不能超過真的嗎?
  • 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!
    但是,愛因斯坦在肯定時間可以倒流的時候,卻又用另一個理論否定了它,這個理論就是質能方程式E=MC2(E是能量,M是質量;C是速度),愛因斯坦就是用這個方程式否定了光速不可達到和超越,同時也否定了時間可以靜止或者倒流,如何理解呢?
  • 光速是宇宙最快速度嗎?它其實慢如蝸牛!
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    但實際上,光速作為宇宙中最快的速度,它更像是一把枷鎖,將人類囚禁在了地球,宇宙中除了光以外,沒有物質可以與光速相媲美,這因為光速傳播的是粒子,而不是物質,而所有靜態的有質量的物質,都不可能達到光速。這是因為一個物體在越接近光速時,它的質量就會越大,而我們需要做到的是,將一個物體的質量控制到最小,同時又能保證它的速度不會下降,這是有違光速定律的,因此,人類難以達到光速。
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    之前科學家們一直認為宇宙的極限速度是光速,不過近期,科學家們通過研究發現宇宙中還存在著比光速更快的速度,相對於它們而言,光速就如同是一隻緩慢行走的烏龜。那麼比光速還快的速度是什麼呢?第一個是宇宙發生膨脹的速度。目前科學家們探測到宇宙的整個直徑在950億光年左右,假設人類已經能達到光速了,並且以光速的速度向宇宙的邊界前進,人類在他們有限的生命中還是無法達到宇宙的邊界。
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    這是因為宇宙實在是太大了,即使是宇宙中距離我們最近的半人馬座α星系,我們想要以光速來回,也至少需要8.6年的時間。所以,只有未來人類成功掌握了超光速飛行,才真正的有可能會像科幻電影中演的那樣,在銀河系乃至全宇宙中自由來去。
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    在太陽成為一個吞沒地球的紅巨星之前,人類需要移民到另一個像地球一樣美麗的地方,而且環境也要適合人類的生存, 這樣的地方存在,但最近離開我們可能不會少於20光年。如果我們以每秒16.7公裡的速度從太陽系中衝出的第三宇宙速度開航,那麼到達20光年遠的另一個與地球相似的藍色星球的時間是360,000年。 36萬年,這個時間比地球上整個的人類的歷史都要漫長而遙遠。
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    愛因斯坦在提出相對論的同時,也提出了光速極限理論,他認為在宇宙中,光速就是最快的速度,沒有其他事物的速度能超過它。宏觀世界裡,光速極限理論是正確的,不過科學家在微觀世界裡發現了有些粒子的運動速度,超過了光速,光速對它們來說不是不能超越的。
  • 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。
  • 這個例子可以解釋超光速現象,科學家:相對論無法否定超光速
    宇宙一詞自古以來就是人類無比嚮往的神聖之地.隨著科學的進步,人類已經初步具備探索宇宙的能力,當然這種能力僅僅局限在一定的區域,如果人類想要全面探索宇宙,那麼人類勢必要以光速或者超光速運動才能在有生之年內探索完宇宙.
  • 還有比光速更快的超光速存在嗎?
    也就是說,光速不受光源的影響,也不受觀察者運動速度的影響,它是個絕對值。愛因斯坦的相對論也告訴我們,光速是最大的速度,任何物質運動的速度都不能超過光速。事實也證明,在地球上,在我們日常生活中,的確找不到有比光速更快的運動物體。
  • 打破空間探索邊界:曲速引擎或將實現超光速
    當具有質量的物體達到光速時,它需要越來越多的能量。由於能量需求呈指數級增長,僅僅將一個電子加速到光速,就需要比整個宇宙中存在的能量總和更多的能量。這就是為什麼光速被公認為「終極」或最大的速度限制。而曲速引擎不通過加速來解決上述的問題,相反,它通過操縱飛行器周圍的時空區域解決問題。人們的確不能把有質量的任何物體加速到光速,但時空本身沒有質量,它並不受廣義相對論下極限速度的約束。
  • 打破空間探索邊界:曲速引擎或將實現超光速
    當我們觀看《星球大戰》、《星際迷航》和《星際迷航》時,會看到宇宙飛船以接近光速或超光速的速度穿越太空,有時甚至可以穿越時間,這是怎麼做到的?當具有質量的物體達到光速時,它需要越來越多的能量。由於能量需求呈指數級增長,僅僅將一個電子加速到光速,就需要比整個宇宙中存在的能量總和更多的能量。這就是為什麼光速被公認為「終極」或最大的速度限制。
  • 光速恆定真的無法打破麼?科學家:在這種速度面前光速真的不夠看
    愛因斯坦是人類歷史上一個非常知名的科學家,他提出的相對論,對於人類科技的進步發展來說起到了非常關鍵的作用。愛因斯坦在相對論中曾經提出過這樣一個理論,那就是光速恆定理論。這個理論所說的就是,世界上最快的速度就是光速,任何物體只能無限接近於這個速度而無法達到。
  • 光速是宇宙中最快的速度嗎?其實它早已被打破,超光速早就出現了
    可是粒子想要突破光速也是不可能的,科學家通過大量的實驗已經證明了,物體的速度極限是光速,相對論是正確的。看到這裡,可能有人會說了,宇宙浩瀚廣闊,光現在人類可觀測的宇宙範圍已達930億光年,如果物體的速度極限是光速,那人類將永遠也不可能走遍宇宙,那人類現在發展科技,探索宇宙還有什麼意義?
  • 光速每秒繞地球7.5圈,中子星一秒可轉700圈,它超光速了?
    引言:在第一個科學家提出了光速是無法超越的速度之後,很多科學家都試圖在地球和太空中找到一種能夠打破該理論的速度。然而科學家們探索了幾十年,至今仍然未發現一種速度能夠超光速。中子星每秒鐘可轉700圈,它會超光速嗎?
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    這是把奧爾特雲算上了,它也是太陽系的一部分。銀河系的直徑保守估計約為15萬光年,和它一對比,太陽系好像成了「小不點」,畢竟銀河系裡的恆星系有幾百萬個。為了改變我們對太陽系的認識,我們來看看半徑1光年到底是什麼概念。光年是超大的長度單位,1光年等於9.46萬億公裡。一般人走路1小時,差不多能走4公裡。這麼計算的話,步行1光年就需要2億7千年的時間。