太空中最快的速度不是光速,超光速现象都有哪些?

提到宇宙中最快的速度,相信大家都会第一时间想到光速。没错,我们从小到大的书本中一直告诉我们,光速是宇宙中最快的速度,以至于宇宙中的距离尺度都采用光速作为单位。最主要的是“光速恒定”和“光速无法超越”经过多年的推论和验证早已被公认为正确的理论。

但是相信大多数人都不知道,宇宙中还存在着许多“超光速事件”,这些超光速事件不管是从理论分析还是观测结果来看,都是真实存在的。为什么会这样呢?难道是“光速无法超越”这个定理出现错误了吗?

其实这个定理并没有错,错的是大多数人没有真正认识这条定理,或者说大多数人对这条定理产生了逻辑上的错误。

提到光速,就不得不提到人类历史上最伟大的科学家之一阿尔伯特·爱因斯坦,他打破了传统的时空观,让人类开启了光速作用于宇宙观的认知。

在更早的时候,人们普遍认为光能够瞬间到达目标地点,同时也认为宇宙是一个无限延伸的空间,而爱因斯坦终结了这一切,他所提出的相对论带给我们对于光速的全新科学认知,同时也经过了几十年的实验理论证实,证明了其正确性。

那么既然相对论是正确的,宇宙中为何还有速度比光速还要快呢?主要原因是大多数人并没有认识到物理的严谨性。爱因斯坦曾多次说过:”没有什么能超越光在真空中的速度“。

他的这句话可并不是随口一说,而是非常认真和严谨的,这句话中的“什么”一词,代表一个关键的特性,那就是必须拥有“质量”。

根据狭义相对论,“c”代表了光在真空中的传播速度,任何拥有质量的物体,都不可能在真空中达到光速,因为在这个物体在无限接近光速的时候,它的质量也会趋于无穷大。同样的道理,光之所以能够达到光速,是因为构成光的光子没有质量。

虽然现在人类制造出的粒子加速器能够将粒子加速,但是只能加速到99.99%的光速,根本无法达到光速,主要原因就是爱因斯坦提到的“质量无穷大”。

看到这里可能你已经明白了,宇宙中许多“超光速现象”,其实并没有违背狭义相对论,因为狭义相对论所定义的只是“拥有质量”的物质。

也许你很好奇,宇宙中难道除了光子之外还有东西没有质量?其实我们人类的认知具有很大的局限性,宇宙中许多东西都是没有质量的,比如空间,比如占宇宙96%体量的暗物质和暗能量,以目前人类的技术来看它们就是没有质量的,而产生这种矛盾原因,极有可能是因为我们对宇宙的认识还不够深入。

说了这么多,下面就来看看宇宙中,我们人类目前所熟知的五种“超越光速”的现象吧,同时也看看自己知道几个。

一、宇宙大爆炸瞬间

根据近百年对宇宙的观察研究,科学家们认为,我们现在所在的宇宙是从一个密度、质量无限大且体积无限小的“奇点”中爆炸产生的。

在这次形成宇宙的爆炸中,爆炸初期的速度是远远超过光速的,因为这个过程中还伴随着空间和时间的出现,而包括“光速”在内的一切概念,只不过是空间中的小游戏,空间的扩张速度是远大于光速的,科学家将这种情况称之为“视界疑难”。

虽然爆炸初期的情况复杂程度的超出人类的认识,但是空间本身的超光速现象,并不违背爱因斯坦的相对论。

二、脉冲星和黑洞

来自加拿大的一个天文观测团队,偶然间在脉冲星附近发现一些奇异的电子,这些电子的运行速度极快,单从数据中就能反应出这些电子运行速度已经超越了光速,甚至周围已经出现了空间扭曲的现象。

而早前NASA的科学家们,也曾发现黑洞周围的粒子会有超光速的现象出现,他们认为是因为周围有黑洞产生的空间排斥力,在这种力的长期作用下会使部分物质从空间中分离出来,在它们脱离黑洞的短时间内,就会出现超光速现象。目前这种理论在科学界已经得到了广泛的认同。

看到这里相信你已经发现,在脉冲星和黑洞附近观察到的超光速现象,其实有一个***同点,那就是都伴随着空间的变化。

三、宇宙膨胀速度

对于宇宙在膨胀这个实事,相信大家都是知道的,但是大家知道宇宙的膨胀速度远远超越了光速吗?根据大爆炸理论,宇宙诞生至今已经有138亿年的历史,但是目前宇宙的可观测直径却在920亿光年以上。

显然光在138亿年的时间里,根本走不完920亿光年的距离,所以对于这个现象的唯一解释就是,宇宙的膨胀速度是远远大于光速的。

当然了,和前面的原理一样,空间膨胀速度远远超越光速,并不违背爱因斯坦提出的狭义相对论。

四、量子纠缠效应

量子纠缠现在被大部分人所知,主要有两方面原因,第一方面是因为我国在国际上走在了量子纠缠研究的最前列,另一方面则是因为科幻小说《三体》中出现了使用量子纠缠进行超光速通讯的剧情。

根据量子理论,如果“A”和“B”两个粒子互为纠缠状态,那么即便是将这两个粒子放置在相距几百亿光年的宇宙两端,只要A做了一个动作,B则会和A同步做相同的动作,反之亦然,这就是量子的纠缠效应,也是科学界著名的超光速现象之一。

五、虫洞

自上个世纪30年代虫洞理论诞生以来,许多科学家将毕生的经历用于这方面研究,因为作为一种另类的“超光速”星际旅行的方式,它对于人类文明未来的重要性是不言而喻的。

当然了,如果仅仅是看起来对人类帮助非常大,但是看不到成功的希望的话,科学家们也不会对这个理论有如此大的研究热情,正是因为虫洞理论虽然听起来很不可思议,但是理论上是可以实现的,所以才有众多科学家为之奉献一生。

经过这么多年的研究科学家们认为,想要打开时空虫洞需要制造极端的物理环境,人工扭曲空间,从而实现宇宙间两个超远距离的交通,而这个交通速度是远大于光速的。

不得不说的是,虫洞理论也没有违背相对论,因为它并不是让交通工具获得超越光的速度,而是直接改变了空间构造。

总的来说,目前人类在宇宙中所发现的“超光速”现象,全都是与空间有关,还没有发现违背相对论的存在。当然了,这并不能代表宇宙中就一定没有违背相对论的情况出现,毕竟人类对于宇宙的了解还是太少了。