科學家：當我們以超光速運動時，時間將有三個維度

2023/01/11

研究人員認為，在以超光速運動的觀察者眼中，原本三個維度的空間將只剩下一個維度，即沿著粒子運動方向展開的維度。而這個四維時空中的另外三個維度，將全部讓度給時間。研究人員解釋說，在超光速旅行者眼中，粒子將在三個不同的時間維度上獨立演化。而在常態的我們眼中，它看起來就像是在空間的所有方向上作同步運動。

在量子力學中，這種情形可以用粒子的球形波來解釋。惠更斯原理認為，波所抵達的每一個點都可以成為新的波源。這一原理起初只適用于光波，但量子力學將其拓展到了所有形式的物質波中。

為了理解超光速觀察者看到了什麼，研究人員重新定義了速度和運動的概念。但他們表示即便如此，愛因斯坦關于真空光速恒定的假設也被保留了下來。因此他們對狹義相對論的擴展似乎并不是一個特別激進的想法。

具體而言，在超光速旅行者眼中，世界將展示其不確定的一面。基于量子力學中的疊加態原理，超光速旅行者眼中的粒子會同時沿著多條軌跡運動，而不是只有一條。

對于超光速觀察者而言，粒子將不再是點狀的，只有「場」才能對實體世界進行量化的描述。研究人員表示，人們普遍認為，量子理論的底層假設是最基本的，無法用更底層的東西進行推導。而新的研究結果表明，通過對相對性進行擴展而得到的量子論解釋力，可以自然地推廣至一維空間和三維時間統一體中，且這種擴展所獲的結論，與量子場論的假設相符。

在擴展的狹義相對論中，所有粒子都擁有了非凡的特性。但反過來是否也一樣？我們是否能夠探測到相對于超光速觀察者而言是「正常」的粒子？如果有這樣的粒子，那麼它必然是在以超光速相對于我們而運動。

這并不容易。但與發現新的基本粒子相比，研究者們也希望能夠理解質量的產生原理。質量的產生與希格斯子有關，而超光速現象看起來可能會在希格斯機制中扮演某種角色。