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光速不可被超越?非也!愛因斯坦其實指出了一條超光速之路
2023/04/07

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在人類歷史上有相當長一段時間,人們都認為光傳播是不需要時間的,即他們認為光速應該是無限快的。

後來的伽利略雖然意識到了光速有限,但他和助手兩個人登了兩個山頭點燈,還是沒能計算出光傳播的延遲。

直到後來天文學家們用望遠鏡觀測木星衛星的變化時,才意識到了光速有限, 當時計算出的光速是每秒40萬公里,不斷精確才變成了今天的每秒30萬公里。

在愛因斯坦的相對論中,光速是宇宙中的極限速度,任何有靜止質量的物體都不可能達到光速,更不能超過光速,因為根據相對論物質的速度越快質量就越大,而一個有質量的物體想達到光速就需要無限大的能量才行,達到光速之后這個物體的質量也就變成無限大了。

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而整個宇宙的質量和能量都是有個準確數的,雖然這個數字很大,但是和 「無限大」比起來還是小巫見大巫的, 所以有靜止質量的物體達到光速是不可能的,因為那時候它的質量是無限大,而宇宙的總質量都是有限的,所以不能達到光速不然宇宙會崩潰。

很多人都以為兩束光的相對速度是兩倍光速,但事實上兩束光的相對速度還是光速,因為在計算光之間的相對速度時已經不能用牛頓時代的相對速度公式了, 而是要用到洛倫茲變化,因為牛頓時期的物理學只是描述巨觀低速狀態下的物體運動狀態,而告訴物體的運動狀態則需要相對論來描述。

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我們現在只知道光速是宇宙中的基本常數,光子能達到光速是因為其靜止時的質量為0,如果光速不可超越被打破了, 那麼整個宇宙就全錯了。

光速不可被超越可能是我們這個宇宙的「規定」,就好像 1+1=2一樣牢不可破,但是投機取巧超光速的辦法,愛因斯坦也寫出來了。

廣義相對論認為宇宙時空是充滿彈性的,能被大質量天體任意扭曲,而這種扭曲時空的具體表現就是引力,時空被大質量天體扭曲到極致后就是黑洞了,包括光在內的所有物質一旦進入黑洞內就永遠不可能逃出來了。

在時空結構能被質量扭曲的情況下,愛因斯坦除了黑洞和白洞外還預言了一種名為蟲洞的天體,這種天體能利用空間扭曲的特性, 把兩個相隔數千萬甚至數億光年的星系聯通,從而實現依靠蟲洞的跨光年傳送,《星際穿越》中的人類就是靠蟲洞才到達另一個星球的。

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雖然目前蟲洞技術還局限在科幻作品中,但隨著未來人類對相對論研究和開發的進一步深入,人造蟲洞未必不能成為現實,唯一的問題是物理學界不清楚蟲洞是否要雙向聯通,如果是雙向的話,就必須以為太陽系為起點逐漸擴張蟲洞網絡了。

如果蟲洞是單向隨機開啟的話,人類就能在地球附近生成蟲洞然后隨機前往宇宙的任意角落, 直至把整個宇宙都探明情況。

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