真没有超过光速的存在吗?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-02
真没有超过光速的存在吗

给你一个简单的例子 如果你能超过光速 假如2年前你往天上照手电 照了 3秒 现在你以超过光速的速度飞 超过了 2年前你照的手电的光 你看见的就是两年前的 事情 如果你的速度更快 能 追上5000年前发射出去的光并且能看见 那么你看见的就是 5000年前发生的事情

提到光速首先应该想到爱因斯坦和他的相对论,相对论是20世纪初物理学取得的最伟大的成就之一。相对论从根本上改变了一直以来所形成的关于时间、空间和运动的陈旧概念,建立了一个新时空。



首先我们来了解一下,爱因斯坦的相对论是在什么背景下产生的。
18世纪时期,牛顿的经典力学依然是人们普遍认同的物理定律,但人们那时候还没有意识到经典力学的局限性(仅适用于宏观世界以及低速的状态下)。
随着电磁学的兴起,科学家开始系统的研究电磁现象,并且探寻造成这些电磁现象的基本原因。有一位叫做詹姆斯·麦克斯韦的科学家基于物质的粒子绘景,推导出来了微观麦克斯韦方程,成功的解释了当时的各种电磁现象,通过方程组也预测了一些电磁现象,也正因为如此,麦克斯韦也被称为电磁学的奠基人。

詹姆斯·麦克斯韦

我们讨论相对论,和电磁学有什么关系呢?别急,往下看。
19世纪末期,科学家发现麦克斯韦方程组经过经典力学中的伽利略变换之后,该方程出现了改变,即不符合相对性原理。

麦克斯韦方程组

大概意思就是说:在一个坐标系的物理定律,经过适当的坐标变换之后,这个物理定律可以适用于所有的坐标系。
前面已经提到麦克斯韦方程组已经成功被大量的实验所证实,所以麦克斯韦方程组的正确性是毋庸置疑的。
那么问题来了,究竟是经典力学的伽利略变换有局限性,亦或者是相对性原理的问题。科学家首先就把矛头指向了相对性原理,放弃相对性原理之后提出了“以太假说”,从该假说推导出光速对不同的参考系有不同的数值。
然而,很快斐索实验和迈克耳孙-莫雷实验就表明了光速与参考系的运动无关。

迈克耳孙-莫雷实验原理

“以太假说”不攻自破。这也行侧面证明了相对性原理的正确性。也就是说伽利略变换具有局限性。
这时候,洛伦兹提出了洛伦兹变换,自此,麦克斯韦方程组和相对性原理的矛盾终于解决了。

荷兰物理学家 洛伦兹

1905年,爱因斯坦经过总结发布了一篇论文,题目是《论动体的电动力学》,初步提出了狭义相对论的概念,其中包括两大基本原理,其他关于狭义相对论的结论都是在这两条基本假设的基础上推倒而来的。



基本假设一、光速不变理论通俗来讲就是:无论在任何参考系下,光速永远是299792458m/s,并不会因为参考系的运动使得光速叠加。
基本假设二、狭义相对性原理以下是根据狭义相对论推导出的著名的结论。1.光速是宇宙中所有物体的运动以及信息传递的上限。同时也是无静止质量粒子(光子)和对应的场波动(引力波,电磁波)在真空中的速度。
2.著名的质能等价公式E=mc²。



由公式可以发现,物体的静质量与速度是成正比的,当一个物体以光速运动,那么其质量也将会变得无穷大,也就是说任何静质量不为零的物质是不可能达到光速的,因为如果要达到光速,这就需要无穷的能量来推动,而无穷多的能力是不存在的,也就无法达到光速了。
看到这里,我们对光速应该就有了一定的认识,也就是说:光速限制的是有质量的物体。
那什么情况下会超光速呢?答案很简单:只要不涉及能量和信息的传递就可以了。
宇宙中的超光速现象有哪些?
宇宙加速膨胀宇宙膨胀其实来源于宇宙大爆炸理论,而宇宙大爆炸自然说的就是在138亿年前,一个质量、热量、密度无限大,体积无限小的奇点发生热爆炸诞生了宇宙。



宇宙中的大多数星系都在远离银河系,不过不是因为这些星系本身的运动所造成的,而是因为星系之间的空间膨胀才导致星系之间互相远离。
最早发现宇宙膨胀的天文学家是乔治·勒梅特,他观测到大部分的星系光谱都存在着红移的现象,之后提出了著名的哈勃定律V=H₀D,这个H₀就是宇宙膨胀的速度。
H₀单位是千米每秒每兆帕秒,意味着地球和目标星系之间每相隔百万分之一秒,星系的速度就会增加哈勃常数这一个常数的值。



哈勃常数在宇宙计算中有着举足轻重的作用,是量化宇宙演变最直接的工具之一,还可以计算宇宙的绝对规模、大小和年龄。
那么应该如何测算它的数值呢?有两种方法。
一是利用宇宙微波背景辐射。原理是利用这些辐射中微小的起伏从而推算出哈勃常数的数值。宇宙背景辐射产生于宇宙大爆炸之后的30万年之后,是一种充满宇宙的电磁辐射。宇宙微波背景辐射是来自宇宙空间背景上的各向同性、黑体形式还有各向异性的微波辐射。根据大爆炸理论,宇宙是从极热的一种状态而来,而背景辐射会随宇宙膨胀逐渐变冷,但是背景辐射的能谱的最原始黑体形状被保存了下来。
宇宙微波背景指的是宇宙大爆炸时期,所遗留的热辐射(简称CMB,或遗留辐射),这种辐射充满了整个宇宙,同时可以称得上是宇宙中最古老的光。

宇宙微波背景

另一种是通过观测造父变星和la超新星,原理是测算我们距离类星体和中间星系的距离,再把这段距离和物体的红移进行比较,看物体的光被拉伸了多少。

光谱红移

红移,是指电磁辐射波长增加,频率降低到一种现象。在可见光波段中光谱的谱线会朝红色一端移动一段距离,相反的,也有蓝移,与之对应的是:波长变短频率增加。


星系红移
科学家通过了1965年发现的宇宙3K微波背景辐射现象和红移现象观测计算出来了哈勃常数的值,科学家目前观测到的哈勃常数为H=67.80±0.77km/s/Mpc,就是说距离每增加一百万秒差距,两个星系的退行速度增加67.80千米每秒。
在这种测定方法中,不仅得到了宇宙膨胀的速度,甚至得出了宇宙加速膨胀的结论。实际上我们通过宇宙微波背景得到的宇宙年龄为138亿岁。而宇宙可观测直径就达到了930亿光年,同样可以知道宇宙在超光速膨胀的结论。
那么宇宙膨胀超光速和爱因斯坦的相对论矛盾吗?
当然不矛盾,因为宇宙膨胀是空间自身膨胀,同时也并不涉及信息传递。
量子纠缠在量子力学中,当几个粒子彼此之间相互作用后,各个粒子拥有的特性会成为整体特性。这种性质就叫做量子纠缠。
举个简单的例子:
假设一个零自旋粒子衰变称为两个以相反方向移动的两个粒子之后,对其中的一个粒子测量自旋,如果得到的是上旋那么另一个粒子一定是下旋。



更不可思议的是这种现象不受距离的限制,即使是两个粒子放在930亿光年的两端,依然可以观测到量子纠缠现象。
科学家也提出:量子纠缠到速度至少比光速快10000倍。但科学家至今仍不明白量子纠缠到基础机制。接着我们再来讨论,量子纠缠由于不能传递信息,所以也没有违背爱因斯坦的相对论。

量子纠缠现象

爱因斯坦的相对论从一定程度上间接的催生了量子力学这门物理学科,同时也为研究微观世界的高速运动确立出全新的数学模型。由此可见相对论在物理界的地位。
结语题目中的光速不可超越,是由狭义相对论推导出的结论,具有一定的前提条件。- -直以来人们认为光速不可超越,然而超光速现象一件一件的被发现,其实是大多数人没有正确理解“光速无法超越”这个定理,对这个定理产生了逻辑性的错误。
我们人类对于宇宙的探索还很遥远,未来也许还会发现更多的超光速现象,但可以肯定的是它们一定不存在信息传递。

相对论认为,超光速是不可能的,随着量子力学的发展,人们发现,超光速在宇宙中是存在的,但是他不能携带信息,所以说他也是不违反想对论的,比如粒子的”双旋”就是一种超光速现在像,他是人类不可能用他来传送信息
相对论和量子的问题你不能以平常的思维去考虑问题,那样只会让你越来越头大

现在来说一下你的理论为什么是是错的,你说的车子的速度加上光速之后得出来一个速度是对于站在小车之外的第三者来观测的,但是问题来了哦,相对于车上的观测者来说,他处的地方,时间和移动的距离都是相对于他自己,那是光速是肯定的,因为他可以被看作是一个惯性参考系,小车不论速度快慢,时间和空间的变化都不会让车上的观测者感觉出来,但是当以第三者的身份去观测他时,相对于第三者,手电发出来光在移动的过程中时间开始变短,这儿要注意啊,我们无论观察什么,一定要有参考,并且无论什么标准,都是相对的,没有绝对的东西,相对于第三者,小车发出的光看起来走了一样的距离,但是在走同样的路所用的时间,对于小车上的观察人,他从小车上一点走向另一点,用了一个时间,这个时间我们当成了光速,而对于第三者,也是同样,可能我这样说你还是不明白,总之一句就是,相对论认为什么都是相对的,只有光速不变是前提,如果更明白一点的说,相对论把光速做了一个整体的参考系了,我还是用你来说的那个例子来说吧,比如你站在A点观测,我在小车上站着从B点出发,A点和B点相距100光年 我们事先约好,我在小车上每隔一年按一下手电筒,让他发出一次光,这个光就会跑上一段时间后到达你站的A点,现在小车从B点出发,刚刚开始速度很慢慢很,基本不动,我一年按一下,你就基本上100年看到发一次光,困为小车慢慢的走,你下次收到两次光的时间间隔越来越短,现在小车开始加速,因为这个距离和你越来越近,你收到两次光的时间越来越短,但是因为小车太慢了,相对论的效应还看不大出来,我让小车再快点,让小车快到一半的光速吧,按你来说的话,你认为,我发出的光应当是小车的速度加上光速,那好吧,我们来试一下,我在上面按下了手电,你看到了光,对于我来说,过了一年,看好了,大哥,是对于我来说过了一年啊,我又按了一下,这个时候,对我来说的一年,对你已经不是一年了,对你来说应当是大于一年,也就是说随着我小车的速度加快,你发现怎么收到的信号间隔越来越长,最后可能是10年才收到一次.因为相对论证明了,你越快时间就越慢,小车不管多慢,他有速度,就会时间变慢,只不过平时这个变化小的根本无法感觉出来.相对论有一个故事是说有一对双包胎兄弟,老大留在地球上,老二坐上飞船以接近光速飞行几年后回到地球,就会发现,他的哥哥已经老死,而老二还很轻,要是有接近光速的飞船这种是可以实现的,越接近光速越明显,现在已经有人用原子钟验证过是对的

建义你还是了解一下相对论的基本知识和量子力学的一些基本知识,之后再看这些问题也许会更好理解一些,你想想行了,相对论当时刚刚发表时,全世办只有几个人能理解,更何况是一个普通人呢
给你推荐一本书"量子物理学史话"
http://vip.book.sina.com.cn/book/index_37395.html
这是地址,里面说的比较通俗易懂,你要想真正了解物理的一些东西,一定要从头到尾一点一点的看完,看到最后,你会发现有些东西真是我们平常所无法理解的,举个例子,如果你是一个量子人,你坐火车从青岛去北京,中间经过济南,那么,你在同一个时间,你既可以在济南下车,也可以在北京下车,注意哦,是同一个时间

超光速是存在的,但是不能携带能量和信息。
先说第一个假设。你的这根棍子如此之长,你是为了让棍子的自由端运动速度超过光速。但是,超距作用(瞬间作用)是不存在的,任何力的传播都需要时间,力的传播速度是不可能超光速的,这样你的超长棍要想转动起来,力传到自由端需要的时间会特别长,因而棍子没有超光速。
再说第二个假设。你没有理解激光灯的发光原理,以光的微粒性解释,激光灯不断发射出光子,光子就一去不复返了,你把激光灯转回地球,照在地球上的是新发射出来的光子,而在夜空中的光子仍在夜空中不断远离地球,此光子非彼光子,超光速从何而来?

有,但是1克的物体以超光速行驶不到5分钟,地球上就没燃料了.
如果你拿得动,那你也将消耗同等的物理能.
你看到的光点是你移回来后才发出的,它所用的时间是灯到地球再到你的眼所耗的时间,宇宙中的光点是你移回来之前的光,如果灯够亮,那你移回后空中还有光,只不过没射在光屏上.宇宙中的光点还在,没有移到地球上.

这是个老问题,你手摇长棍子,而棍子的那边并不能马上知道你摇了棍子,等你摇了很久后,它才慢慢的摇了很远,比如比金刚石还硬100000倍的刚体也不例外。总之,一切想超光速传递信息都是徒劳,我们可以承认任何不合理现象,但是不能反对光速极限。因为相对论每天都在被大量的实践证实是正确的,手机通讯、集成电路、航天技术都在运用相对论的计算。
第二个问题,“瞬间”在相对论框架下是“绝对”不存在!

  • 宇宙中存在比光速更快的速度吗?
    答:一般情况下来说,目前人类推测中的宇宙速度是狂定的,所以说从某种意义上来讲,就是人类现代的科技认知之中,是没有存在比光速更快的速度,但是随着科技的发展,可能在不久将来人类探索发现的改变也会发现有用存在,比光速更快的速度,这些是值得肯定的,总的来说也是因为以下几个方面的原因。1,总的...
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  • 物理学中的超光速真的存在吗?超过光速会发生什么事?
    答:则可解释为一种高维度的现象。因此可以说,按上述物理学的理论来讲,超光速的世界是有可能存在的。于是问题就来了,既然物理学并未否定超光速,那在超光速的世界里,会发生什么事?想象一下,一个由“快子”组成的物体,以超光速从你眼前飞过,你会看到什么?因为我们的眼睛是通过感受物体...
  • 科学家的“超光速”猜想成立吗?宇宙中存在超光速吗?
    答:从而破坏目前稳定,平衡的时空环境,让三维宇宙陷入无序之中。所以,只有没有质量,具有波粒二象性的能量体,才能真正的达到光速。宇宙中不存在超光速,这是已经被我们证实了的;但是,宇宙之外,到底有没有超光速的存在,我们就不得而知了。毕竟,人类的科学不过向前迈出了一小步而已。
  • 超光速到底存不存在?如果有,例如?
    答:如果我们超过声速,我们就追上了钟以前发出的声音,比如我们1点从钟处出发,于是听到钟是这样报时的:59(分),58(分),57(分)...!这个就是超光速时间倒流的通俗解释。根据牛顿定义的时间和速度,反向的两束光,相对速度是两倍光速。根据爱因斯坦时间定义,各参照系可以有自己的时间,因此爱因斯坦时间...
  • 光速到底有多快呢?宇宙中有没有可以超越光速的存在?
    答:如果光想要跨越银河系的两端,至少需要100000年。想要抵达仙女座大星系,光也要用掉250万年的时间才可以。至于穿越整个宇宙,就更不要想了。似乎光速也不足以统治整个宇宙,然而爱因斯坦的结论让我们更加绝望:宇宙中没有可以超过光速的物质。那么,为何光速不可以被超越呢?根据相对论的描述,一个移动的...
  • 迄今为止,万物有能超越光速的吗?为什么?
    答:与光从地球到北极星,且不穿过虫洞相比,你的旅行速度会更快。换句话说,你应该会先到达北极星。这是允许存在的,因为你没有局部上超过光速。如果一束不同的光从地球传送到北极星,并和你一起穿过虫洞,你就不可能跑得过它。另一个例子是,宇宙中有一些遥远的星系,它们以比光速还快的速度远离彼此...
  • 光速无法被超越,其根本原因是什么?
    答:而当物体的速度超过了光速,根号里面的值就变成了复数,分母中的结果会产生虚数,而实际中,虚数的存在是没有实际意义的,因此不允许物体超过光速。那为什么光可以达到光速呢?光具有波粒二象性,从波的角度来看,光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量,决定了它的波长和传播方向;而从粒子的角度...
  • 人类可能达到光速吗?
    答:作用 当某物体运动速度相对于另一物体接近光速,某物体的时间相对于另一物体减慢,时间变化符合洛伦兹变换。(20世纪70年代通过卫星和地面天文台观测日食的同一时间位置的不同得以证实)光速是目前已知的最大速度,物体达到光速时动能无穷大,所以按当前人类的认知来说达到光速不可能,所以光速、超光速的问题...
  • 超光速存在吗
    答:存在,请看中国西安陕汽王伟的理论《超光速》《光的形成和它的性质(Light formation and its nature)》详见他的博客:aimende的新浪博客 光的形成和它的性质(Light formation and its nature) 标签:fasterthanlight分类: 我的理论 作者:中国西安陕汽王伟 我的博客:aimende的新浪博客 光可以由特大...