速度的積累原理是建立在經典物理理論基礎上的,不適用於光的運動。
根據相對論速度加法公式:
v =(v 1+-V2)/(1+-v 1 * V2/C)
V1是速度A,V2是速度B,C是光速。如果V1=V2=C,代入公式就可以得到V=C。
在V1和V2中,只要壹個等於光速,那麽不管另壹個的速度如何,結果總是V=C。
總之,世界上最大的速度就是光速,沒有比光速更快的速度了。
但說實話,這個時候我總覺得沒有什麽是不可能的,就像外星人,說銀行系統裏沒有其他星球上的空氣和水,但他們不壹定要像人類壹樣依靠水和空氣生存。我覺得壹樓的話很簡單,但還是有道理的。什麽不可能?誰能知道1000,10000年後發生了什麽?
不,妳找不到,因為當速度接近光速時,時間會靜止(相對論裏說的),找到比光速更快的東西更可怕。自己想想,至少現在的科技還達不到。
那是眼睛。原因很簡單:花了400億年才走到現在,用天文望遠鏡壹瞬間就能跑到花跑了400億年的地方。說到這裏,有人要問了,我們的眼睛沒有光怎麽看東西?這個問題問得好。我們能找到比光速更快的東西來代替光嗎?答案是肯定的,就是我們特有的東西。如果科學家研究這方面,我相信50年內應該會有很大的突破。超越時間,開發人腦的想法不是夢,這是了解宇宙或世間萬物的唯壹最佳途徑。
宇宙排斥波——比光速還快的東西
宇宙排斥波——比光速還快的東西
我相信大多數業余天體物理學家或者宇宙學家壹定知道愛因斯坦尋找引力波的故事。至於是否在月球上探測到這種波,似乎就沒有下文了。但是,我在研究引力波的孿生兄弟——排斥波的時候,意外地發現,無論我用什麽方法,所有的物質條件都不壹定能探測到這兩種波,因為無論是它們的波長,還是它們的波速,都是壹種極限,壹種超物理極限。
我不想在這裏浪費口舌討論引力波和排斥波是雙胞胎的常識。顯然,以我們目前的科技能力,在原子中尋找排斥波要比在宇宙中心尋找引力波容易得多,但這需要我們做出壹些更大膽的假設來搭建這樣的研究平臺(但請原諒我對最基本粒子的假設保密,不對外公開)。
先討論排斥波的波長。我認為原子間的斥力是壹種平衡重力的波(原因保密)。由於斥力波來自原子內部,所以肯定會對原子結構產生很大的影響。所以為了防止原子大小有大有小的現象,也就是保證下壹層原子的軌跡是平衡的,斥力波的波長應該和下壹層原子的粒子在壹個數量級。我們知道原子的下壹層的粒子是質子和中子,它們的下壹層分別是誇克和中微子。在量子力學中,似乎沒有排斥波影響質子和中子運動的說法,所以排斥波的波長可能和誇克是壹個數量級。考慮到誇克和中微子的種類多達六種,我認為大爆炸之前不可能有如此復雜的形式。它們的下層應該是由相對簡單的基本粒子組成,所以最基本的粒子比誇克小。因此,如果排斥波仍然不影響誇克的運動形式,那麽它的波長很可能會小於誇克,所以排斥波的波長可能在0.01fm到10fm之間(1fm = 10減15次方米)。(以上關於波動力學的東西省略)
排斥波的速度。想要求解這個速度,必須有壹個前提假設,否則無法求解。我們要假設相對論在任何形態空間都成立,尤其是質能方程——我想先提壹下霍金的說法,所有物理定律在黑洞都是無效的,但反過來,沒有相對論,妳怎麽能想到黑洞呢?斥力波是基本粒子釋放的能量波,需要消耗基本粒子的質量。問題是有多少比例的基本粒子參與釋放這種能量。顯然,它並不是所有的基本粒子。否則在未來,所有的物質都會因為變成排斥波而消失在宇宙中,不符合BIGBANG原理。我壹開始假設這個比值是1: 1,但是我很快發現這個比值不能構成BIGBANG的條件,它壹定小於這個比值,甚至遠遠小於這個比值,也就是說產生排斥波的物質只是總物質的壹小部分。通過相對論的質能方程可以知道,壹旦這個比值小於1: 1,排斥波的速度就已經大於光速了。知道了這個條件,求解排斥波的速度就有了壹定的樣子。但目前科技對最基本的粒子還知之甚少,所以很難找出原子核內物質之間的比例關系,充滿了無窮值或區間很大的值,價值不大。於是我轉向宇宙學尋找出路,很快在壹系列宇宙參數中找到了壹個參考參數。刨去壹些荒謬的計算結果,我得到了壹個更接近預期的值——2505光年/秒,略大於光速的平方。這個價值顯然是相當巨大的。不可否認的是,在計算過程中可能存在壹些選取單位的不恰當,但結果更符合我對BIGBANG的壹些假設——這種特殊的空間能量在不影響宇宙結構的情況下,起到了決定宇宙命運的作用,宇宙也需要這樣的能量來創造奇跡。我想,如果我們停留在光速最快的思維空間,來到地球的外星人壹定會這樣嘲笑我們:“樣本,妳想以光速到我家做客嗎?”等地球上壹個物種有了文明再來。"
剩下的頻率和振幅似乎不再能引起讀者足夠的興趣。有興趣的朋友可以自己算算。讓我們回到問題的開頭。既然我們已經大致了解了排斥波的基本性質,那麽作為孿生子之壹的引力波也可能具有同樣的性質。看來以後隨著檢測技術的提高是有可能檢測出來的,但是如何區分就有這樣的結論了。但事情沒這麽簡單。其實我在這個論壇發表過壹篇文章,題目是《時空機器可能嗎?壹個恐龍滅絕的可能實驗提出了微觀物質之間同步* * *振動的機制。這裏我要解釋的是,同步* * *振動的機制是由排斥波引起的,這反過來影響了人們試圖探測到雙胞胎的可能性。物質的同步* * *振動,就像兩列同速同向的火車。誰能分清楚誰在運動,誰在靜止?首先被黑洞吸收,釋放能量。
而且1L說有東西會逃。
那只是釋放出來的能量。
光速不等於逃逸速度。
當然,這完全取決於速度
如果妳能搜索光錐,妳大概就明白了。
妳也可以過壹遍洛侖茲變換的最後壹個方程,知道為什麽C最快。
人們對超光速感興趣,壹般是指能量或信息的超光速傳輸。根據狹義相對論,超光速旅行和這種意義上的超光速通信壹般是不可能的。目前關於超光速的爭論大多是,有些東西的速度確實可以超過光速,但不能用來傳遞能量或信息。但是現有的理論並沒有完全排除真正意義上的超光速的可能性。
先討論第壹種情況:不是真正意義上的超光速。
1。切倫科夫響應介質中的光速比真空中的光速小。粒子在介質中的傳播速度可能超過光速。在這種情況下,會發生輻射,這就是切倫科夫效應。這不是真正意義上的超光速,真正意義上的超光速是指在真空中超過光速。
2。第三個觀察者,如果A以相對於C 0.6c的速度向東移動,B以相對於C 0.6c的速度向西移動..對於C,A和B之間的距離以1.2c的速度增加,這個“速度”——兩個運動物體相對於第三個觀察者的速度——可以超過光速。但是兩個物體相對運動的速度不會超過光速。在這個例子中,在A的坐標系中,B的速度是0.88c。在B的坐標系中,A的速度也是0.88c。
3。陰影和光點在燈光下晃動妳的手,妳會發現陰影的速度比手快。陰影和手抖的速度之比等於它們到燈的距離之比。如果對著月亮晃動手電筒,很容易讓落在月亮上的光點以超過光速的速度移動。不幸的是,信息不能以這種方式傳播得比光更快。
4。當壹個剛體碰到壹根棍子的壹端,震動會不會馬上傳到另壹端?這不是提供了壹種超光速的通信方式嗎?不幸的是,理想剛體並不存在。振動以音速在棒子中傳播,最終是電磁作用的結果,不可能超過光速。壹個有趣的問題是,當妳垂直握住壹根棍子的上端,突然松開,是棍子的上端先開始下落還是棍子的下端先開始下落?答案是上端。)
5。相速度光在介質中的相速度在某些頻段可以超過真空中的光速。相速度是指壹個連續的正弦波(假設信號傳播了很長時間,達到穩定狀態)在介質中傳播壹定距離後,其相位滯後所對應的“傳播速度”。顯然,簡單的正弦波是無法傳遞信息的。為了傳輸信息,需要將慢變波包調制在正弦波上。這種波包的傳播速度稱為群速度,小於光速。(譯者註:索末菲和布裏淵對脈沖在介質中傳播的研究證明,壹個起始時間為[某壹時刻之前為0的信號]在介質中的傳播速度不能超過光速。)
6。超光速星系向我們移動的星系的表觀速度可能超過光速。這是壹種錯覺,因為從星系到我們這裏的時間減少是沒有修正的(?)。
7。相對論火箭人在地球上看到火箭以0.8c的速度遠離,火箭上的時鐘變得比地球人慢,是地球時鐘的0.6倍。如果用火箭行進的距離除以在火箭上的時間,就會得到4/3 C的“速度”,因此,火箭上的人是以“相當於”超光速的速度在運動。對於火箭上的人來說,時間並沒有變慢,只是星系之間的距離縮小到了0.6倍,所以他們也感覺自己在以相當於4/3 C的速度運動,這裏的問題是,壹個坐標系中的距離除以另壹個坐標系中的時間得到的數字並不是真實的速度。
8。重力傳播的速度有些人認為重力傳播的速度比光速快。實際上,重力以光速傳播。
9。EPR佯謬1935愛因斯坦、波多爾斯基和羅森發表了壹個思想實驗,展示量子力學的不完全性。他們認為在測量兩個處於糾纏態的分離粒子時,存在明顯的距離效應。Ebhard證明了不可能利用這種效應傳遞任何信息,所以超光速通信是不存在的。但是關於EPR悖論還是有爭議的。
10。在量子場論中,虛粒子的力是通過虛粒子傳遞的。由於海森堡的不確定性,這些虛粒子可以超光速旅行,但虛粒子只是數學符號,超光速旅行或通信仍然不存在。
11。量子隧穿(Quantum tunneling)量子隧穿是粒子逃離高於自身能量的勢壘的效應,這在經典物理中是不可能發生的。計算粒子穿過隧道的時間,妳會發現粒子的速度超過了光速。(參考文獻:T.E. Hartman,J. APPL. PHYS.33,3427 (1962))壹群物理學家利用量子隧穿效應做了壹個超光速通信的實驗:他們聲稱莫紮特的第四十交響曲以4.7c的速度通過壹個寬度為11.4cm的障礙物進行傳輸,當然這已經引起了很大的爭議。大多數物理學家認為,由於海森堡的不確定性,不可能利用這種量子效應比光更快地傳輸信息。如果這種效應成立,就有可能在高速運動的坐標系中,用類似的裝置將信息傳送到過去。
Ref:W. Heitmann和G. Nimtz,Phys列特A196,154(1994);A. Enders和G. Nimtz,Phys Rev E48,632 (1993)陶哲軒認為上述實驗並不令人信服。信號以光速通過11.4cm的距離只需要不到0.4納秒,但只要簡單外推就能預測出1000納秒的聲波信號。因此,需要進行更遠距離的超光速通信或高頻隨機信號的實驗。
12。哈塞米效應當兩塊不帶電的導體板之間的距離非常近時,它們之間會產生壹個非常微弱但可測量的力,這就是卡西米爾效應。卡西米爾效應是由真空能量引起的。沙恩霍斯特的計算表明,光子在兩塊金屬板之間橫向移動的速度壹定略高於光速(對於壹納米的間隙,這個速度比光速高10-24)。在某些宇宙條件下(比如在[宇宙弦][如果存在的話]附近),這種效應會顯著得多。但是,進壹步的理論研究表明,利用這種效應進行超光速通信是不可能的。參考:k .沙恩霍斯特,物理學快報B236,354 (1990)S .本-梅納海姆,物理學快報B250,133 (1990)。進階學習)。IAS SNS-AST-90-25 Barton & amp;沙恩霍斯特,物理雜誌A26,2037 (1993)
13。哈勃宇宙膨脹定理說:距離為d的星系以HD速度分離。h是壹個獨立於星系的常數,叫做哈勃常數。足夠遠的星系可能會以超過光速的速度相互分離,但這是相對於第三個觀察者的分離速度。
14。月球以超光速繞著我轉!當月亮在地平線上時,假設我們以每秒半周的速度繞圈,因為月亮離我們385000公裏,月亮外觀對我們的自轉速度是每秒1,21,000公裏,大約是光速的4倍!這聽起來很荒謬,因為我們實際上是在旋轉,但我們卻說月亮圍繞著我們轉。但根據廣義相對論,任何坐標系,包括旋轉坐標系都可以。這不就是月球在以超光速運動嗎?
問題是在廣義相對論中,不同地方的速度是不能直接比較的。月球的速度只能和它所在的局部慣性系中的其他物體相比較。事實上,速度的概念在廣義相對論中並沒有太大用處,在廣義相對論中很難定義什麽是“超光速”。在廣義相對論中,連“光速不變”都需要解釋。愛因斯坦本人在《相對論》第76頁說過:狹義和廣義理論“光速不變”並不總是正確的。在時間和距離沒有絕對定義的情況下,如何確定速度就不是那麽清晰了。
盡管如此,現代物理學認為廣義相對論中的光速仍然是恒定的。當距離和時間單位被光速聯系在壹起時,光速是不變的,被定義為壹個不證自明的公理。在前面的例子中,月球的速度仍然小於光速,因為在任何時刻,它都在當前位置的未來光錐內。
15。定義超光速的定義第壹部分列舉的似是而非的例子說明了定義超光速的難度。影子和光點壹樣的“超光速”不是真正的超光速,那麽什麽才是真正的超光速呢?“世界線”是相對論中的壹個重要概念,我們可以借助“世界線”給出“超光速”的明確定義。
什麽是“世界線”?我們知道所有的物體都是由粒子組成的。如果我們可以描述粒子在任何時刻的位置,我們就描述了物體的整個“歷史”。想象壹個四維空間,由三維空間和壹維時間組成。因為壹個粒子在任何時候都只能處於壹個特定的位置,它的整個“歷史”在這個四維空間中就是壹條連續的曲線,這就是“世界線”。壹個物體的世界線是組成它的所有粒子的世界線的集合。
不僅粒子的歷史可以形成壹條世界線,壹些人為定義的“東西”的歷史也可以形成,比如陰影和斑點。陰影可以通過其邊界上的點來定義。這些點不是真實的粒子,但它們的位置可以移動,所以它們的“歷史”也構成了。
世界線。
四維時空中的壹個點代表壹個“事件”,即三個空間坐標加壹個時間坐標。時空距離可以定義為任意兩個“事件”之間的距離,即兩個事件之間的空間距離的平方減去它們的時間間隔與光速的乘積的平方然後開根號。狹義相對論證明這個時空距離與坐標系無關,所以有物理意義。
時空距離可分為三類:類時距離:空間間隔小於時間間隔與光速的乘積;類光距離:空間間隔等於時間間隔和光速的乘積;