我很好奇,假设一个人以两倍的光速运动将会发生什么?——来自孟买的13岁德万斯。
你好,德万斯!这是一个很棒的问题。
据我所知,一个人不太可能以两倍的光速运动。事实上,任何有质量的物体都不太可能以光速的两倍速度运动。
尽管如此,一些奇异的粒子以光速两倍的速度运动还是有可能的。它们会时光倒流。
基本速度限制
爱因斯坦的相对论是当下最好的物理理论之一。根据相对论,所有含有质量的物体速度都被限制再光速之下。
确切的说,任何有质量物体都不可能加速到光速之上。有质量物体的加速需要我们提供额外的能量,速度越快需要的能量就越多。
根据相对论公式有质量的物体加速到光速需要无限大的能量,无论它的静止质量有多大。
但是,据我们所知所有的质量都是有限的,它们再某些方面是有限的。
因此,很好理解整个宇宙的能量是有限的。这意味着没有足够额能量将任何由质量的物质加速到光速。
因为我们都有质量,因此不要期望短时间能够以两倍光速运动。
根据爱因斯坦的理论,任何像物体或人这样庞大的物体都不可能加速到超过光速的速度。(Shutterstock供图)
超光速粒子
基本的速度限制原则适用于所有我们称为含有“普通质量”的物体
但是,事实上,有一种假设粒子叫做“超光速粒子”,这种粒子一种特殊的质量叫做“虚质量”。目前没有任何证据表明超光速粒子真实存在。但是根据相对论,他们存在的可能性就不能被排除。如果超光速粒子真的存在,它必须能过具有超过光速航行的速度。就像一样拥有普通质量的物体不能加速后超过光速,超光速粒子不能减速后落后于光速。
一些科学家确信,如果超光速粒子存在,它们会不断地在时间中向后穿梭移动。这就是为什么超光速粒子会与一些科幻小说和电影中的时间旅行联系在一起。还有一些看法是,我们可能有一天利用超光速粒子来制造时光机。但是对于现在而言,因为我们没有能力去推测潜在的超光速粒子,这些设想仍然停留成一个不切实际的梦想。
捷径?
令人失望的是我们的星际航行速度无法穿越光速。除了太阳以外,距离我们最近的恒星都有4.35光年之远。所以,即便是光速航行也要我们花费超过四年的时间才能到达那里。迄今为止,我们已经探测到的最远的恒星距离地球有280亿光年之远。所以你可以非常确定地放弃绘制整个宇宙的星图。
也就是说,相对论能过允许“虫洞”的存在。虫洞就是空间中两个任意点之间的捷径。当一个恒星可能在正常的时空当中距离我们4.5光年之远,我们能够只花几小时通过虫洞到达那个恒星。如果宇宙中真的存在任何的虫洞,它们会让我们在更短的时间穿梭更远的距离——在我们生命允许的范围内最大程度的到达宇宙的最深处。你可以把虫洞想像成一个两端分别通向不同时空的隧道。
奇怪的可能性
尽管事实是我们不能真实地以超越光速的速度航行,我们仍然可以尝试设想如果以上是真实的会是什么样的。以这种方式思考,我们正在从事“反事实思考”。我们正在考虑什么事情将会发生,或者可能就像,如果这成为事实在某种方面上将会有所不同。这些许多我们能够考虑的不同的可能性,每一个可能都有一个不同的物理定理。
所以我们不能肯定的说,如果我们有了能够超越光速航行的能力,什么事情将会发生。最多,我们可以猜测什么可能发生。难道我们会像一些科学家认为的超光速粒子那样让我们时光倒流吗?我会将这个问题抛给你们,去碰撞出新的思想火
BY:Sam Baron
FY: CX330
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