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超过光速会怎么样(如果光速不变,当自身速度接近光速时间就越来越慢,达到光速时间会停止,超过光速可能会倒流,会是这样吗

 

2023/7/7 20:55:48 ('互联网')

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如果光速不变,当自身速度接近光速时间就越来越慢,达到光速时间会停止,超过光速可能会倒流,会是这样吗

光速不变,有两种可能。其一是光子具有无数种状态,既便是面对不同速度的空间(参照系),其传播速度仍然是一样的;其二是光子本身只有一种状态,但不同速度的空间感受到的速度却是一样的。由于一个物体不可能同时具有多种状态,所以第一种可能是不存在的。至于第二种可能,并没有什么实际的物理意义。就如同,对于同一件事,可以用不同的语言来描述,改变的只是语言而不是事件。狭义相对论为把不同的事件表述为同一件事,改变了表述的语言,即只是时间和距离的标准发生了相应的变化。退一万步说,如果真的存在物理的相对效应(如时间变慢),那也得先有一个绝对背景。否则的话,究竟是相对哪一束光高速运动呢?然而,特殊参照系的存在是与狭义相对论相违背的。

为什么有科学家说:任何物体的速度都不能超过光速超过光速会怎么样

在我们的自然界中物体运动的最大速度在目前为止仍然是光速,这个大家都知道。虽然量子纠缠在理论上是要超过光速的,但毕竟还只是理论。光速作为宇宙中最快的速度,所有有质量的物体达到光速是不可能的,因为物体的质量会随着速度的增大而增大。只有静止质量为0的光子才能始终以光速运动,并且始终是恒定速度,不能与任何速度产生叠加效果。在理论上看人类也是达不到光速的,但宇宙充满了神秘,也许这些科学观点会在科技更加发达的未来被打破,如果人类可以达到光速会发生什么呢?

在爱因斯坦的狭义相对论中有一个理论:物体在空间中运动的速度越快,那么它经过的时间反而越慢。这样看来的话如果速度达到光速,时间会为0,意味着作用在光速物体身上的时间停止了,如果超过光速,那么时间就会倒流。当然时间倒流似乎并不靠谱,但可以让作用在超光速的物体身上时间停止一部分应该是可能的,比如应该可以追上地球过去的影像看到地球的过去,这些应该是可以的,但也只能看到过去的事情却无法参与。

速度可以使时间延缓,但是速度越快也会使物体长度压缩。如果一个人达到了光速,那么时间相对于他自身来说会变得无限长,而他的长度则会变成无限小,估计也不成个人样了。也有一种说法是当一个人速度超越光速那么在其他人的眼中他就会变为虚无,而他自身则会进入更高纬度的空间,这个更高维度的空间可能是和过去平行的世界,也可能是和未来平行的世界。

相对论中说道,人类是不可能达到光速的,只能无限的接近。但是量子力学中的量子纠缠理论表示量子纠缠的速度至少是光速的一万倍,人类如果想超光速只能从量子纠缠方面做努力。利用量子纠缠的特性来达到使物质瞬间移动的效果,类似虫洞效应,在这一方面,我们中国的科学家曾经做过将光子利用“量子纠缠”现象瞬间传送到300英里外的卫星。但是对于人而言,想要通过量子纠缠来进行传送,除非将某个人转化为数据形态,然后发送出去到达目的地再转化为物质形态才有可能,这样也可以达到超越光速的效果。

人类想要达到光速除了利用“量子纠缠”来完成以外,暂时是没有别的更好的思路了。但是量子纠缠需要人可以转化为数据形态才有可能实现传送效,这对目前的科技来说也是根本不可能的。超越光速还是只能存在于我们想象中的事情,如果真的超越光速,可以看到一些过去应该是很可能的事情,但也有可能进入一个未知的高纬度空间,从而发生一些别的意外。

超过音速会音爆,超过光速会不会光爆

这个问题在历史上拿到了一个诺奖!

的确,超光速的带电粒子会产生大量光子,这种现象完全可以称为光爆。发现者和确认这个现象的物理学家叫切伦科夫,因此现在物理学界把这种现象称为切伦科夫辐射,而不是光爆。而切伦科夫也因为这项研究而拿到1958年的诺贝尔物理学奖。

图示:核反应堆的“光爆”现象,因为核反应堆释放出一些在水中跑得比光还快的粒子,于是产生了大量光子,让泡在水中的核反应堆呈现出诱人而危险的蓝光,这些光被称为切伦科夫辐射。

等一下,爱因斯坦的狭义相对论不是说,超光速是不可能的,光速就是宇宙中最快的速度,那怎么还会有超光速粒子存在?是啊,爱因斯坦的狭义相对论的发表,的确让一些人错过了诺奖,大多数人就此认为光速不可超越,不管在什么条件下都无法超越!

但现在我们知道事实不是这样,不能超越的光速仅仅是真空光速!但悲哀的是,当时的许多科学家并未清晰地意识到这一点。因此他们错失了一个诺奖,或者您也可以这么想,正因为大多数科学家都默认任何光速都是无法超越的,因此这样的发现和突破才值得一个诺奖!

  • 因此现在光速这个词就有了两个含义:

一者是真空中光子的速度,这个速度无法被超越。

另一个含义则是光子的实际速度,但光子在不同介质中运动时,就不再能保持速度榜冠军了,这时候就给了其它粒子超光速的机会。

光子不仅能在真空中运动,还能在许多其它介质中运动,比如在空气中,在水中,在玻璃、钻石这类透明材料中等等。在不同的介质中,光子的速度不一样,当然这些介质中的光速只会比真空中的光速慢,而不会比真空光速快。当光速发生变化时,就会让光在穿过不同介质的接触面时,发生折射现象。

图示:要解释生活中常见的光折射现象,我们就得承认光是一种波,并且认识到折射现象的本质是因为光波在不同介质中传播时的速度差异造成的,最早把这一现象研究透彻的科学家是惠更斯。

图示:折射率就是真空光速和介质光速的比值,折射率越大表明,光在这种介质中的运行速度越慢。

现在,物理学家已经有了许多实测数据,因此我们知道在不同介质中光子的速度差异很大,如果真空光速记作C,那么光在生活中常见介质里的速度分别为:

  • 空气中的光速为99.97%C

  • 冰中的光速为76%C

  • (20摄氏度)纯水中的光速为75%C

  • 酒精和丙酮中的光速都是73.5%C (在水杯中小心加入纯酒精,能看到两种液体的接触界面,就是因为光速差异导致的折光现象,但酒精和丙酮的液体接触面上就无法看到这样的分界面)

  • 玻璃中的光速为66.67%C

  • 水晶中的光速为50%C

  • 钻石中的光速为41%C

  • 晶体碘中的光速为29.94%C

此外不同溶液的折光系数也有差异,和溶质以及溶质的浓度有关系。

超光速导致光爆现象的发现

早在切伦科夫之前,就有人预言过这样的事情,奥利弗希·维赛德在1888年和1889年,阿诺德索末菲在1904年都曾发表过这方面的理论研究论文,但随着狭义相对论的发表以及被广泛接受,曾经预言过超光速之后会发生什么的物理学家的论文,自然也就被当成过时的论文被人们彻底抛弃了。也有人看到过这样的现象,放射性物质在水溶液中发光,比如研究镭的居里夫人就看到过并进行了记录,但她没有进一步追问这是怎么回事,默认这些光是放射性的镭自己产生的。

但俄国物理学家切伦科夫(cherenkov ),却专心的探究这个现象,并将其作为自己的博士研究课题,而对放射性物质在水中发光现象的探究,最终让他获得诺贝尔奖,虽然他并没有解释清楚原因,但他的研究排除了许多可能性,比如是放射性物质直接发出了光子这样的可能性。

在切伦科夫研究的基础上,另外两位物理学家Tamm和Frank最终解释清楚了这些光子的来源:“这种奇特的辐射不能用任何常见的机制来解释,例如快电子与单个原子的相互作用或电子的辐射散射。另一方面,如果我们注意到在介质中移动的电子即使是匀速移动,只要它的移动速度大于介质中的光速,它就会发光,那么我们就



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