超越光速

王家楠

摘要：目前，我國所有的民用高速公路汽車的最高限速為120千米/小時，否則就要開罰單交罰款，那么問題來了，宇宙是否同樣也有一個限速呢？

關(guān)鍵詞：光速普及

這個問題的答案是肯定的，而且還能準(zhǔn)確的告訴你，這個最高限速就是光速，值為3×108米/秒，這一點(diǎn)被愛因斯坦的質(zhì)能方程很好的證實了，任何物質(zhì)的速度都不可能超過光速，甚至于任何有質(zhì)量的物體都無法達(dá)到這個速度。 這與高速公路最高限速為一百二十千米每小時不同的是，它并非人為規(guī)定，而是一條自然規(guī)則，那有些人就理解不了了，只要有足夠大的功率就一直加速，為什么就偏偏不能超越光速了呢？其實自然規(guī)則遠(yuǎn)比人為規(guī)定的高速公路限速要嚴(yán)格得的多。而且也根本沒法達(dá)到，因為當(dāng)接近光速時物體會發(fā)生微妙的物理反應(yīng)，物體的質(zhì)量會發(fā)生改變，當(dāng)速度達(dá)到光速的95%時，物體質(zhì)量的增加甚至無法察覺，但是，當(dāng)物體速度到達(dá)光速99.99%時物體的質(zhì)量會變?yōu)樵瓉淼膸浊П?，越接近光速質(zhì)量也就越大，無限接近光速時，質(zhì)量也會無限大。那么功率無論多么大，自然也無法加速了。然而像光子這樣的能量粒子本身沒有質(zhì)量，所以可以達(dá)到光速，不過無論如何也超越不了光速。

正如愛因斯坦預(yù)言，任何物質(zhì)的速度都超越不了光速，那就是一個恐怖的噩耗，為什么，因為人類對外太空的探索可能就要變得非常漫長？就拿太陽系外，最近的恒星比鄰星來說，離我們四光年，這就是說在地球上，我們探索一次比鄰星從剛開始到結(jié)束至少要用八年時間。而銀河系長達(dá)幾萬光年，且銀河系只是本星系團(tuán)的一小部分，連本星系團(tuán)或許也是超星系團(tuán)的一小部分，或許這些也是宇宙的一部分。那么我們探索的速度是否能只能止于光速呢，如果是真的，那么我們探索宇宙會變得非常漫長，漫長。。。。

不過在這之前我們必須搞清楚速度本身的意義，再回到開頭，汽車在我國民用高速公路的最高限速是一百二十千米每小時，但是這些汽車的速率真的沒有超過一百二十千米嗎？（不違章是前提）答案是，那要取決于你所在的位置。地球以大約每小時一萬千米的速率自轉(zhuǎn)，而且地球又以十萬零八千米每小時的速率繞著太陽公轉(zhuǎn)，而太陽又以一百多萬千米每小時繞著銀河系中心運(yùn)轉(zhuǎn)，銀河系本身也不是靜止的，那么這個汽車的速度到底是一百二十千米每小時，還是一萬千米每小時，還是十萬八千千米每小時或更快，這取決于你所在的位置?？磥硭俣缺旧硎窍鄬Χ缘?。但是，你無論從任何角度觀察發(fā)現(xiàn)光速永遠(yuǎn)是三乘十的八次方米每秒。比如說，有一列火車正在以二百千米每小時的速度運(yùn)行，這時這輛車上有一個人，正沿車廂以四千米每小時的速度向前跑動，在火車外的人看來這個人的運(yùn)動速度就是火車的速度和他跑動速度之和，也就是二百零四千米每小時。那么如果這列火車的速度已接近光速，達(dá)到光速的99.99%是否也會發(fā)生這樣的現(xiàn)象呢，那么，是否車上的人的速度就會超越光速，從而打破這個極限呢？其實事實并非如此，根據(jù)相對論效應(yīng)，火車上的時間會變慢，在火車上的七天，可能在外界已經(jīng)超過了100年。那么雖然他的速度加上列車的速度超過光速，但在外界觀察者看來內(nèi)部是一個放慢的景象，以至于即使是外界觀察者觀察到的這個人仍無法超越光速，難道我們真的無法超越光速嗎？

別急！我們還有可能有其他辦法。

在量子力學(xué)中有一種現(xiàn)象就是量子糾纏，對于這個新概念，可以用現(xiàn)實中這樣一個例子進(jìn)行類比理解，假設(shè)一個人在西安，而另一個人在北京，他們每人手中都拿著一個硬幣，那么，兩枚硬幣的狀態(tài)，是沒有關(guān)聯(lián)的，但如果是這兩枚硬幣處于糾纏狀態(tài)，即當(dāng)一個硬幣是正面，而另一個硬幣一定是反面，而如果將硬幣換成粒子，那么這兩個粒子就處于糾纏狀態(tài)，這個現(xiàn)象就稱為量子糾纏。想使粒子成為糾纏狀態(tài)，其實沒什么復(fù)雜的，簡單來說，就是使一顆粒子發(fā)出的光子進(jìn)入另一顆粒子，那么這兩顆粒子就可能處于糾纏狀態(tài)了，當(dāng)其中一顆被操作（例如量子測量）而狀態(tài)發(fā)生變化，另一顆也會即刻發(fā)生相應(yīng)的狀態(tài)變化。愛因斯坦將量子糾纏稱為“鬼魅似的遠(yuǎn)距作用（神鬼級的遠(yuǎn)距離相互操作作用）”，這樣通過一個粒子的狀態(tài)就可以看出與其糾纏的另一個粒子狀態(tài)，而且不受距離影響， 現(xiàn)代利用量子糾纏原理，一些先進(jìn)的實驗室已經(jīng)可以成功實現(xiàn)使上百顆粒子處于糾纏狀態(tài)，這對于二進(jìn)制數(shù)字信息的傳遞無疑是一件好事，從這里看來人類好像已經(jīng)能將信息超光速傳遞了。

那么，宏觀中的物質(zhì)是否也能用這個方法進(jìn)行超光速傳遞呢？如果真的那樣，那超光速運(yùn)行就是可能的了，在得到這個結(jié)論之前，我們先做一件事情，這件事很簡單，就是把你家里的花盆摔成碎片，那么組成花盆的物質(zhì)和組成花盆碎片的物質(zhì)應(yīng)該是一樣的，只是排列的方式不一樣的，而糾纏只是對于單個粒子，并非對于他們的排列方式，一個人有如此多的細(xì)胞，而每一個細(xì)胞就有成千億甚至上萬億個微觀粒子，那么想用量子糾纏這個方法來傳遞的可能性極?。ǔ悄阆胱兂梢欢选办亍保?，至少在不遠(yuǎn)的未來是這樣。

我們已經(jīng)找到了信息超光速傳遞的方法，而關(guān)于宏觀物質(zhì)，還有其他方法，在這之前，我們必須明白愛因斯坦的定理：“任何物質(zhì)都不能超越光速”，但是我們發(fā)現(xiàn)，這只是對于物質(zhì)，而并非對于空間，這點(diǎn)很多人十分糊涂，還是讓我們宇宙的空間并不是平坦的，而是存在著曲率（曲率為曲率半徑的倒數(shù)，曲率越大表示彎曲程度越大），如果把宇宙的整體想象為一張大膜，這張膜的表面是弧形的，整張膜甚至可能是一個封閉的肥皂泡。雖然膜的局部看似平面，但空間曲率還是無處不在。一艘處于太空中的飛船一旦有辦法將空間扭曲，將這個空間帶起來，形成一個空間泡泡，雖然飛船相對于地球在不斷的移動，但飛船本身相對那片空間并沒有移動，而帶動的那些空間就相當(dāng)于”飛機(jī)”， 并沒有受到極限速度的限制，可以無限加速，或許有更高的極限，或許這個方法是目前找到超越光速最合適的方法之一

參考文獻(xiàn)：

[1] 《光速可被超越嗎》