光速的極限和不變是愛因斯坦狹義相對論的基礎。光速極限和光速不變是光速的兩個基本性質。
壹個是光速的極限，即光速是世界上最快的。光速在真空中以每秒299，792，458米的速度直線傳播。沒有什麽能達到這個速度，也沒有什麽能超過它。有靜止質量的地方，隨著速度的加速，它的動態質量會越來越大，接近光速時，物質的質量能量會接近無窮大。
什麽是無限？即使宇宙是有限的，也不是無限的。所以即使利用宇宙的全部能量也無法把靜止質量的物質驅動到光速，哪怕是壹個質子或者壹個電子都不行。這就是所謂的限速，或者速度障礙。
這個原理可以用下面的公式來表示:
M=m/？[1-(v/c)^2]
其中m是物質的運動質量，m是物質的靜止質量，v是運動速度，c是光速。
這裏需要強調的是，光速極限只在真空中實現，在其他介質中不適用。比如，光在水中的速度是225000km/s；冰中23萬公裏/秒；玻璃裏20萬公裏/秒。人們認為，中微子以接近光速的速度行進，幾乎不與任何其他物質相互作用，因此即使穿越地球也無法停止。所以在上述介質中，中微子的速度壹定大於光速。
第二，光速是恒定的，在任何參照系中看到的光速都是壹樣的。
這個結論已經在邁克爾遜和莫雷的實驗中得到證實。他們試圖通過實驗測量兩束光沿不同方向的速度差。他們使壹束光與地球的旋轉方向壹致，另壹束垂直於這個方向。結果沒有測出兩束光的速度差，但兩束光的速度完全相同，說明光速的大小與參照系的選擇無關。
要知道地球的公轉速度大約是每秒30公裏。如果光速在不同的參照系中表現出不同的速度，那麽與地球公轉方向壹致的光束應該比光速每秒快30公裏。
光速不變的公式是:v =(v 1+v2)/(1+v 1x v2/C2)。
其中V是物體的疊加速度，V1和V2是兩個運動源的速度，C是光速。
這個公式解決了很多朋友對光速疊加的困惑。有人提出，在光速飛船上扔壹個蘋果，會讓它的速度超過光速。飛機發出的光比光速快，等等。用這個公式試試。能超過嗎？
其實更早的時候，麥克斯韋從電磁方程組中推導出壹個恒定光速公式，表示為C=1/？0?0。
其中c是光速。0是真空的滲透率，？0是真空介電常數。
愛因斯坦的所有理論都是基於這個假設。如果光速可以被超越，或者光速不是常數，光速可以超越自身，愛因斯坦的理論就會土崩瓦解。
當基石倒塌時，建築也會倒塌。也就是說，所有基於愛因斯坦相對論的現代科學理論都需要重寫，人類將回歸黑暗，重新開始。幸運的是，在過去的100年裏，愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論被無數的觀測和實驗數據所證實，基於這些理論的各種預言也被壹壹證實，而建立這些理論的銅墻鐵壁就是光速極限和光速不變。
今天我們來分析壹下科學界公認的幾種可能的超光速現象。這些所謂的超光速現象能否撼動光速極限和光速不變的銅墻鐵壁？目前科學界公認這個世界可能存在四種超光速現象，壹是宇宙膨脹速度，二是蟲洞穿越，三是時空折疊，四是量子糾纏。註意，時空通訊用的是四種超光速？現象？所謂現象不壹定是本質。
首先，宇宙的膨脹。
宇宙時空膨脹的發現是人類對宇宙認識的壹大飛躍，直接沖擊了統治人類幾千年的靜態宇宙宇宙觀，開啟了大爆炸理論的新時代。
科學界發現宇宙有始有終，起源於6543.8+038億年前，壹直膨脹至今。根據普朗克衛星和引力透鏡，哈勃常數，即宇宙的膨脹速率，約為70km/s/百萬秒差距。意味著幾百萬秒差距，也就是326萬光年左右，星系離開我們的速度大約是每秒70公裏。
這是觀測到的宇宙膨脹速度。這個速率是各向同性的，與距離成正比。也就是說，所有方向看起來本質上都是壹樣的。離得越遠，走得越快，離得越近，走得越慢。這樣，最遠的哈勃體積，也就是465億光年外的星系，離開我們時的速度是光速的3倍多，這也是宇宙膨脹速度超過光速的原因。
但是在我們附近的星系中，分離的速度非常小，我們甚至感覺不到。理論上，在1光年的距離上，宇宙的膨脹速度是70公裏的326萬倍，約為2.15厘米/秒。
其實宇宙膨脹只是大趨勢，左右近距星系之間的運動還是由引力決定的。
發現距離我們254萬光年的仙女座星系不僅沒有離開我們，反而以每秒數百公裏的速度向我們跑來。30-40億年後的某壹天，它會與我們的銀河系發生碰撞，最後兩個星系會合並成壹個更大的橢圓星系。
宇宙的膨脹是時空本身的膨脹，物質依附著它，跟著它運動，隨著膨脹彼此分離。這種運動與物質本身的運動無關，所以不存在物質的超光速或超光速運動。
其次，說說蟲洞穿越。
蟲洞是愛因斯坦廣義相對論預言的壹種天體現象，是引力場理論的壹種解。
愛因斯坦的引力場理論認為，大質量天體造成的時空扭曲會導致壹個極端狀態下的強大時空漩渦，在這個漩渦的中間會出現壹個洞，俗稱蟲洞，學名其實是愛因斯坦-羅森橋，也叫時間隧道。這些名詞已經解釋了這種天文現象的本質，那就是？洞？、?橋？、?隧道？。
從理論上講，這個蟲洞可以連接兩個遠距離的時空，就像在壹條原本彎曲的山路中間挖了壹條隧道，大大縮短了距離。如果妳能穿越這個蟲洞，就能在極短的時間內到達很遠的地方，比如幾光年之外，這似乎比光速要快得多。
這個預測仍然只是壹個預測，人類還沒有發現任何真實蟲洞存在的證據。
但是，愛因斯坦所有的引力場預言，現在基本上都找到了證據，比如引力波、黑洞、引力透鏡、時空彎曲等。蟲洞預測的證據出現可能只是時間問題。但即使發現了蟲洞，也與超光速無關。因為光速極限說的是物質在真空中的速度，不是捷徑。
比如我們之間有壹堵牢不可破的墻。雖然我們近在咫尺，卻無法突破這堵墻。我們只能繞著地球轉才能到對面。妳坐汽車和飛機去那裏要花很長時間。
但是我在這面墻上找到了壹把可以打開壹扇門的鑰匙，所以我壹打開，就穿過了墻，用了我不到幾秒鐘的時間。而妳還在瘋狂地繞著地球轉。妳的速度非常快，但仍然需要很長時間才能到達。而我比妳快很多到達目的地，是因為我打開了這個次元門。
可以說我旅行的速度比妳快很多倍？沒有，其實我只是走的速度很慢，有點碰運氣。所以蟲洞所謂的超光速只是壹種捷徑，節省時間，但速度是什麽就是什麽，和超光速沒有關系。
先說時空的折疊。這種穿越方式其實和蟲洞穿越差不多。
理論基礎還是愛因斯坦的引力場理論。根據這個理論，在強重力場下，時空會極度扭曲，形成時空的折疊，就像把壹張紙對折或者折成幾折，這樣折疊起來的時空會近很多。
扁平的時空就像壹張大紙，壹只螞蟻從壹頭爬到另壹頭需要很長時間。在折疊的時空裏，螞蟻只要沿著褶皺的頂部穿越，就可以在短時間內從壹端穿越到另壹端。
如果蟲洞穿越相當於在這張紙上鉆了壹個洞，螞蟻可以直接從洞裏穿越到紙的另壹邊，而時空折疊就是把時間和空間折疊在壹起，就像折扇壹樣，螞蟻仍然可以從壹端爬到另壹端，甚至另壹端。
人類試圖實現時空向深層開放空間折疊的方式就是創造曲速驅動。理想的曲速驅動可以在飛船周圍制造壹個曲率氣泡，通過扭曲飛船前方的時空，在後面釋放出來，讓飛船在曲率氣泡中前行。
這種方法所需的能量不會太大。按照原來的理論，以木星為能源很難在飛船周圍形成時空褶皺，人類根本無法獲得如此巨大的能源需求。到目前為止，盡管壹些科學家團隊，如美國國家航空航天局，提出了壹些曲速驅動的計劃，但整體而言，這項研究仍處於科幻小說的狀態，在可預見的未來沒有確定的答案。
就算真的發明了曲速驅動，人類也可以通過時空折疊前進，可以以超過光速的速度到達目的地。這種跨越式的導航與超光速無關。因為曲速驅動的時空折疊方式有點像古代收縮大地的傳說，將遙遠的距離折疊在壹起，壹步躍起，真正的前進速度並沒有超過光速，只是拾起了收縮大地的別出心裁。
最後說說量子糾纏，屬於量子力學的範疇。
量子糾纏是物質在微觀狀態下的壹種性質，即當幾個粒子相互作用時，這些原本屬於單個的粒子會發生變化，即它們自身的特性會變成積分性質，不再能單獨描述壹個粒子的性質。
如果壹對糾纏的粒子被人為分開，那麽無論距離多遠，它們的糾纏性質仍然存在。根據量子測不準定理，如果妳觀察到這裏的這個粒子，波函數會坍縮，這個粒子會有壹些變化，那裏的那個粒子會立刻做出相應的變化。
量子糾纏理論上可以無限遠，速率不封頂。也就是說，壹對糾纏的粒子，無論距離多遠，糾纏都是瞬間的。我國科學家團隊利用實驗衛星墨子號將兩個量子糾纏光子分布到1200公裏的距離，驗證了他們繼續保持這種量子糾纏性質。
很可能在不久的將來，人們就能驗證地球與冥王星之間的量子糾纏。地球以光速運行到冥王星需要20000秒。如果量子糾纏也立即實現，量子糾纏的速度會達到2萬倍光速以上嗎？
是的，量子糾纏的速度可能比光速快幾萬倍甚至無數倍，但不能說物質傳輸的速度已經達到了光速。
量子糾纏沒有物質傳輸，至少到目前為止它只是展現了量子世界的壹些特征。這遭到了愛因斯坦及其支持者的質疑？鬼魅般的超距行動？到目前為止，其作用機制尚未明確，甚至有些爭議還在繼續。
即使這個速度真的超過光速數倍，人類目前也無法分離壹對糾纏的粒子，並把其中壹個送到壹光年之外。要知道，最遠的飛探測器航海家1，每秒只飛17公裏，飛1光年需要17000多年。
綜上所述，目前人類發現的超光速現象並沒有觸及光速極限的底線，建立在光速理論基礎上的科學大廈依然穩穩地站在基石上。
我們人類迄今發現的壹切都是基於光速。我們看到的壹切，從肉眼看不到的微觀世界，到億萬光年外的宇宙星空，都是通過光來實現的。如果光速不是最快的極限，光速不是恒定的，我們看到的壹切都將坍縮，世界將變得完全不確定。關於這個世界，我們還能知道和了解什麽？
所以時空通信認為基於光速的理論體系是不可動搖的。
就是這樣。歡迎討論。
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