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人類永遠無法挖掘利用比光速更快的速度嗎?
愛因斯坦的相對論告訴我們,任何有質(zhì)量的物體的速度都不可能達到或超過光速,只能無限接近光速,因為速度越大,物體的運動運動質(zhì)量也就越大,需要更多的能量完成加速,理論上達到光速需要無窮大的能量,這顯然是不可能的。
于是,光速就成了橫在我們面前的一道鴻溝,看起來永遠無法逾越。最近百年來人類一直想實現(xiàn)星系旅行的夢想,但考慮到浩瀚宇宙間的距離如此遙遠,都是以光年為單位來衡量的,即使以光速飛行,要達到距離我們最近的恒星系統(tǒng)(太陽除外)也需要4.5年的時間,而要橫跨銀河系更是需要10萬年,對于只有百年壽命的人類來說,看起來遙不可及!
那么光速就真的不可超越了嗎?
科學家們最近幾十年的研究發(fā)現(xiàn),有以下幾種方式可以實現(xiàn)“超光速”:
宇宙的膨脹速度。宇宙大爆炸的過程告訴我們,在大爆炸的一瞬間,不到億分之一秒的時間,宇宙就瞬間膨脹,速度遠超光速。在接下來的漫長歲月中,宇宙一直在膨脹,直到今天仍舊如此。哈勃在上世紀20年代發(fā)現(xiàn)遙遠的外星系都在加速遠離我們,遠離的速度也超過光速。事實上,宇宙的年齡是137億年,而目前可觀測宇宙的直徑可以達到900億光年,顯然如果宇宙膨脹速度沒有超過光速,它的直徑不可能達到900億光年,最多137億年。
不過宇宙膨脹速度超過光速并不違反愛因斯坦相對論,宇宙只是空間上的膨脹,并不是指物質(zhì)的運動速度。
曲速引擎。愛因斯坦的廣義相對論表明,宇宙時空就像一塊布料,可以拉伸,彎曲,甚至撕裂,只需要巨大的質(zhì)量或能量就能做大。這并不是猜測,已經(jīng)得到證實,地球之所以圍繞太陽運行,就是因為太陽巨大的質(zhì)量壓縮時空造成時空凹陷,地球“不得不”在時空凹陷里圍繞太陽運行。
科學家們預(yù)測,如果我們的科技足夠發(fā)達,同樣可以制造時空的拉伸彎曲,制造類似水波浪的“時空波浪”,壓縮飛船后面的時空,伸展飛船前面的時空,飛船本身不用飛行就可以超光速前進,利用的遠離同樣是空間本身的膨脹壓縮。
蟲洞技術(shù)。蟲洞,也被成為時空隧道,經(jīng)常在科幻電影和小說情節(jié)里,能讓人類在浩瀚宇宙瞬間完成穿越。如今科學家已經(jīng)在大型對撞機中通過為粒子的高速碰撞發(fā)現(xiàn)極其微小的蟲洞,但持續(xù)時間非常短暫,非常不穩(wěn)定??茖W家們也表示,要想維持蟲洞的穩(wěn)定,需要一種“負能量”(能量的向?qū)γ妫?。雖然蟲洞的概念在很多人眼里還屬于科幻術(shù)語,但有一點是肯定的,蟲洞并不違反物理定律。
量子糾纏。詭異的量子力學曾經(jīng)讓愛因斯坦和波爾在上世紀二三十年代一直爭論不休,而其中量子糾纏更是爭論中的焦點。量子糾纏告訴我們,在微觀世界里,兩個相互糾纏的粒子能感應(yīng)到彼此,即使兩者相遇數(shù)十光年甚至更遠的距離,同樣可以“相互交流”,如果其中一個粒子振動或旋轉(zhuǎn)方式發(fā)生變化,另外一個粒子立即做出相應(yīng)的變化,這種作用被愛因斯坦稱之為“幽靈般的超距作用”!??!
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