为何说光速无法被超越,而宇宙膨胀和量子纠缠,又能超越光速呢?

发布者:会剃头的兵 2023-6-8 20:27

之前我们经常说到光速是目前已知物体运动的极限速度,任何有静止质量的物体都无法超越它,于是很多人就会问,量子纠缠速度和宇宙膨胀速度不就超越光速了吗。

那么我们今天便聊一聊,为何说光速无法被超越,而宇宙膨胀和量子纠缠速度又能够超越光速呢?

其实早在19世纪之前,物理学家们并不知道光速是物体运动的极限速度,还一直认为光是在名为“以太”的介质中传播,后来为了寻找到以太的证据,迈克尔逊和莫雷专门做了一个实验来测量地球在“以太”中的运动速度,

然而实验的最终结果证明,光速在不同惯性系和不同方向上都是相同的,由此反而间接地否认了以太的存在。

于是爱因斯坦受到迈克尔逊莫雷实验的启发之后,提出了光速不变原理,并建立的著名的狭义相对论。在狭义相对论中除了指出光速不变之外,而且还推导出了一个另一个结论,那就是E=mc。

从公式中我们知道,E是物体所具有的能量,M是物体的质量,C是光速,也就是说“物体蕴含的能量等于它的质量乘以光速的平方

这意味着任何有静止质量的物体都无法达到光速,因为在质能转化下,物体的质量将随着速度的增大而增大,当物体的速度接近光速时,它的动质量将趋于无限大,所以质量不为0的物体是不可能达到光速的。

而且该原理除了限制物体运动速度外,也让人类意识到了一个微小的质量也蕴含着巨大的能量,比如人类研发破坏力超强的原子弹与氢弹,背后都有质能方程的影子

所以爱因斯坦在狭义相对论中断定“任何有静止质量的物体不可能达到光速”那么既然如此,为何说宇宙膨胀和量子纠缠速度又能超越光速呢?

确实宇宙膨胀速度和量子纠缠速度都已经超越了光速概念,但是它们都有一个共同点,那就是不传递任何信息

在1929年,著名天文学家艾德温哈勃在观测遥远的星系时,意外发现大部分星系都存在红移现象,我们知道红移现象是光的多普勒效应所致,当一个天体在远离我们时,光波会被拉长,光谱的颜色会向红色端移动,反之靠近我们会向蓝色端移动。

哈勃正是发现这些天体的共性,无一例外都向红端移动,并且退行的速度与距离成正比,由此证明宇宙在不断膨胀,

后来天文学家通过普朗克卫星测出的最新哈勃常数显示,目前宇宙的膨胀速率大约是67千米每百万秒,也就是说每326万光年的距离就会增加67千米,这意味着在可观测的宇宙边缘,其速度早已超越了光速。

不过话说回来,虽然宇宙膨胀速度已经超越了光速,但其实宇宙膨胀只是单纯的空间膨胀,它并未携带任何信息,所以不受质增效应影响

而量子纠缠速度同样也是,它被称为是鬼魅般的超距作用!在微观世界中,假设你将两个纠缠粒子分开,然而他们无论相距多远都会感应到彼此。

比如一个粒子在地球,另一个粒子在遥远的仙女座星系,那么只要测出地球粒子的自旋方向,从而立马就能知道另一个粒子的自旋方向,因此这种相互作用也远远超越了光速。

虽然这种鬼魅般的超距作用似乎让人不可思议,但却是真真实实存在的,而且同样无法受到质增效应的影响,因为量子纠缠超距作用并没有对一个粒子进行加速,和相对论不违背!

所以我们常说的光速不可被超越,其实是建立在有静止质量的,如果说一个有静止质量物体真的达到或者超越光速,那么现代整个物理学大厦也将彻底崩塌!

大家都在看

  • 一群探索宇宙的大胆“狂徒”如何对太空技术带来变革?

    一群探索宇宙的大胆“狂徒”如何对太空技术带来变革? 在浩瀚的宇宙探索之旅中,总有一群“狂徒”前赴后继地拓宽人类对地球之外世界的认知边界。Kurs Orbital即是这样由一群充满激情的太空工程师和爱好者组成,它是一家源自意大利的太空初创企业,提供先进的对接技术,具 ... 宇宙探索01-08

  • 探索人体宇宙 破解生命密码

    探索人体宇宙 破解生命密码 复旦大学人类表型组研究院科研人员在分析数据。学校供图“你肯定知道人类基因组计划。”2024年11月,上海,复旦大学人类表型组研究院的会议室内,田梅端详了一下记者,问道。田梅是研究院执行院长、世界分子影像学会 ... 宇宙探索01-04

  • 探索宇宙新征程 2024年全球航天科技大事件

    探索宇宙新征程 2024年全球航天科技大事件 2024年对于航天科技领域来说,无疑是精彩纷呈、成果丰硕的一年。从中国到全球,一系列重大事件不断推动着人类探索宇宙的步伐,让我们一同回顾这一年的航天科技亮点。中国航天:多项突破引领未来深空探测创造历史:嫦 ... 宇宙探索01-03

  • 数学:从算盘到宇宙的语言,探索数学的广阔天地

    数学:从算盘到宇宙的语言,探索数学的广阔天地 数学背后的奇妙世界你是否曾想过,数学为何能在世界的各个角落发挥如此重要的作用?从古代商人的算盘,到现代科学家的宇宙探秘,数学不仅仅是冷冰冰的公式,它更像是一种无形的语言,贯穿在自然与人类活动的各个层面 ... 宇宙探索01-03

  • 探索未知:宇宙中最神秘的现象

    探索未知:宇宙中最神秘的现象 在浩瀚的宇宙中,隐藏着许多我们尚未完全理解的神秘现象。从黑洞到暗物质,再到宇宙微波背景辐射,这些现象不仅让科学家们感到困惑,也激发了无数的想象与探索欲望。今天,就让我们一起踏上这段探索之旅,揭开一些宇 ... 宇宙探索12-31

  • 揭秘星系,探索无垠宇宙

    揭秘星系,探索无垠宇宙 导读:在浩瀚的宇宙中,隐藏着无数的秘密,等待着我们去探索。每当夜幕降临,抬头仰望星空,你是否也曾被那璀璨的星河所吸引,想要一探究竟?今天,就让我们一起踏上这场神秘的宇宙之旅,揭秘那些已发现的星系,感受 ... 宇宙探索12-31

  • 四次元的超世界的提出和五次元的智宇宙的探索

    四次元的超世界的提出和五次元的智宇宙的探索 四次元的超世界的提出和五次元的智宇宙的探索齐凯隆(创产科技有限公司,上海 200127)摘要:在二次元、三次元的基础扩展上,本文作者2020年首次提出了 “四次元”。四次元是一个超世界,智体(包括人类、燑、智能机 ... 宇宙探索12-31

  • 探索宇宙奥秘!小讲解员“九号宇宙”里科普航天知识

    探索宇宙奥秘!小讲解员“九号宇宙”里科普航天知识 国庆假期,家长如果不知道该带着孩子去哪玩?今天,《都市快报》全媒体记者就给大家推荐一个适合孩子们来玩的地方,位于西安市曲江新区的九号宇宙航天深空科技馆,这儿不光有神舟飞船返回舱这样的体验项目,而且还可 ... 宇宙探索12-30

  • 探索宇宙的奥秘,哈勃望远镜带我们一探究竟!🌌✨之思

    探索宇宙的奥秘,哈勃望远镜带我们一探究竟!🌌✨之思 哈勃望远镜展示宇宙局部画面。在人类对宇宙的不懈探索中,人择原理占据着独特的地位。1973年,布兰登·卡特在特定的历史场合下提出了人择原理。这一理论分为弱人择原理和强人择原理。·以弱人择原理来说,就好比身处 ... 宇宙探索12-29

  • 宇宙中的孤独与外星生命的探索

    宇宙中的孤独与外星生命的探索 在浩瀚无垠的宇宙中,人类是否真的是孤独的存在?这个问题自古以来就激发了无数科学家、哲学家乃至普通人的想象。随着科技的进步和对宇宙理解的加深,越来越多的研究表明,我们或许并不孤单。著名天体物理学家张双南 ... 宇宙探索12-29