超光速 但是在不同的介质中
作者:admin 发布时间:2023-11-11 07:13:43 分类:书屋 浏览:98
人类一直在追求更快的速度,我们的各种交通工具在科技的发展下极限速度都变得越来快,速度对于人类文明来说,其实要比我们想象的更加重要,从古代的骏马到现代的汽车,速度越快,人类文明的发展速度也就越快。
信息最快的传递速度是恒定的,但是我们的科技和工业发展还需要各种材料,因此交通运输的速度,也在影响着人类文明科技的发展,巧妇难为无米之炊,科学家空有知识,没有材料和能源的话,很多研究都无法继续进行下去。
人类对于速度的追求,会一直持续下去,因为在未来人类肯定会离开地球,宇宙中天体之间的距离十分遥远,航天飞船的速度必须足够快,才能在有限的时间内抵达遥远的天体上进行探索。
不过在人类的物理学中,速度其实是存在一个“上限”的,也就是我们常说的“光速”,光速是目前人类发现的自然界物体运动最大速度,同时也是我们的物理理论体系中的速度极限,在相对论中,光速就是宇宙中的最快速度,并且任何存在质量的物体都无法实现光速。
如果用正常的方法,人类的宇宙飞船的运动速度是永远无法达到光速的,因为存在质量的物体在运动的时候,越接近光速,质量也会相对增加,一个存质量的物体在达到光速的时候,它的质量就等于无限大,人类的能量是有限的,用有限的能量无法让一个无限质量的物体运动,因此我们才会说有质量的物体无法达到光速。
只有光波或者电磁波这些电磁相互作用力才能实现光速,因为光子的静止质量为0,所以光子才能以光速运动,更有趣的是,光速和任何速度叠加得到的速度都只能是光速,因为光速的这些特点,导致它成为了一个十分重要的物理学常量,真空中的光速不会发生任何变化。
不过在我们了解光速的时候,会发现这样一句描述:“光速是自然界物体运动的最大速度”,也就是说光速是物体运动的速度上限,并不是所有速度的上限,那么自然界中存在超光速现象吗?
超越光速的“量子纠缠”
量子纠缠是一个只发生在量子系统中的现象,在我们的宏观世界中完全不存在类似的现象,经典力学和相对论都无法解释这个神奇的现象,两个量子纠缠后的量子,就会被视为一个整体,就算这两个量子被分开后,它们之间仍然存在某种神秘的联系,让它们可以在瞬间相互影响。
量子纠缠是目前唯一一种“超远距离作用”,1光年是光运动1年的距离,也就是说1光年外恒星发出的光,需要1年的时间才能抵达地球,但是量子纠缠后的两个量子,就算是彼此之间距离1光年,我们在改变一个量子的状态后,另外一个量子也会在瞬间产生反应,忽略了时间和距离,在“瞬间”相互影响。
正是因为量子纠缠的特殊性,量子力学才和经典力学做了一个“切割”,很多量子现象只在量子系统中出现,仿佛微观世界的物体运动规律和宏观世界完全不同,不过量子纠缠并不会传递信息,也不是物体在运动时产生的速度,因此不违背我们的理论。
超越光速的宇宙膨胀
宇宙膨胀源自于宇宙大爆炸理论,根据我们观察到的很多现象,表明我们的宇宙在不断的膨胀,科学家推测我们的宇宙诞生于138.2亿年的一场大爆炸。
我们的宇宙起源于一个无限小的“奇点”,这个奇点爆炸后创造出了我们的宇宙,空间和时间也随之诞生。
银河系周围的星系都在不断地远离我们,距离越远的星系,远离我们的速度就越快,所以科学家才会认为宇宙在不断的膨胀,并且膨胀的速度越来越快,一些距离我们比较远的星系,远离我们的速度已经超过了光速,这代表在曾经的某个时间段,宇宙膨胀的速度已经超过了光速。
宇宙膨胀超越光速,同样不是物体的运动速度,而是空间本身的运动,所以也不违背我们的物理定律。
切伦科夫辐射
真空中的光速是宇宙最快的速度,光速会受到一定的影响,比如说光速在水中的运动速度只能以正常光速的0.75倍左右传播,在这种情况下,物质就可以被加速到超越光速。
核反应或者是粒子加速器制造出的高能粒子,可以在介质中超越光速,而契伦科夫辐射指的就是在介质中,物体的运动速度超过光速后所发出的辐射,是一种短波长的电磁辐射,最大的特征是淡蓝色的辉光。
总结:光速是真空中物体运动的最快速度,忽略这些条件之后,还是可以超越光速的,或许随着人类科学的进步,在未来我们可以真正的超越真空中的光速也说不定。
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