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我們能超過光速嗎?根據愛因斯坦的相對論,這些都不是問題
2023/07/27

每秒30萬公里的光速,是宇宙中的速度的上限,愛因斯坦認為任何有品質的物體都不能達到光速, 但事實真的是這樣嗎?

人類目前最接近的光速的設備,是物理學家手里的大型強子對撞機,它能把亞原子粒子通過電磁場加速到光速的99.99%,然后讓它們發生碰撞,通過碰撞后產生的碎片來發現新的粒子,然而有幾次實驗過程中卻產生了碎片超光速的現象。

這不由得讓人想到快子,這種假想中的粒子可以從它們出現的那一刻起就比光快,不需要任何加速過程,因此并不違反愛因斯坦的相對論,和其他粒子不同的是, 快子有能量,但它的靜止品質是虛的,這意味著它只有在比光快的時候才有品質。

雖然現在還沒證實快子的存在,但物理學家們認為如果它真的存在,那麼它就將具備時間特性,由此就導致了經典的時間因果悖論:對于人類觀察者來說,一個速度超過光速的快子會回到過去,所以它會在被發現之前就出現在過去。

拋開尚無確切證據的快子不談,目前物理學家設想的超光速本質上其實都是 繞過光速,比如曲率驅動技術,再比如蟲洞技術。

這兩項技術本質上都是利用了愛因斯坦廣義相對論中的時空特性,即時空是可以被扭曲或者折疊的,比如曲速驅動的想法是在理論上壓縮物體前面的空間,并擴大物體后面的空間,從而造出一個曲速泡泡。

在這個獨立于時空之內的曲速泡內,飛船的速度可以不受相對論制約,因而就能實現超光速飛行,唯一的問題是曲率驅動技術目前需要一個概念性的 負能量才能構建曲速泡,但這種負能量目前只存在于量子領域,如何把它巨觀化目前還是個問題。

與之類似的蟲洞技術,最大的特點就是不需要飛船也不需要引擎,它本質上是通過折疊時空,讓相隔千萬光年的兩個地方重合,進而實現短時間內跨越光年的效果,然而這種把宇宙時空當做橡皮泥隨意揉捏的技術實在是太過顛覆,也許宇宙本身并不允許,所以蟲洞技術多出現在科幻作品里,現實中很少科學家去研究。

蟲洞技術其實還有一個很重要的問題,那就是蟲洞構建的時候是否需要兩端同時進行,如果需要的話,人類就得先到幾千萬光年外設置蟲洞裝置, 然后再在地球上同步設置并激活,如此一來一回加上通訊延遲,保守估計就要幾千萬年時間,在這種情況下想用蟲洞去鏈接全宇宙各個星系,無異于癡人說夢。

如果蟲洞技術的隨機連接的話也不行,因為誰也不知道蟲洞的另一端是什麼,也許地球這邊一打開蟲洞,對面直接冒出來一顆恒星,地球就完蛋了。

總的來說

雖然我們目前還無法達到光速或者超光速,但快子和曲率驅動以及蟲洞技術,都屬于科學允許的范圍內的想象, 所以我們現在的優先任務是發展現有的技術知識,爭取能將廣義相對論早日實踐化。

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