光速是宇宙速度的極限？在這幾個(gè)速度面前，光速簡直就是“龜速”

相信大家都知道愛因斯坦的相對論，或許你不是很了解，但起碼聽說過。相對論又分為狹義相對論和廣義相對論，其中狹義相對論中有一個(gè)重要核心就是“光速限制”，簡單說就是“光速是宇宙速度極限”。

光速的這種特性也意味著因果關(guān)系的存在，我們的現(xiàn)實(shí)世界存在因果性，說白了結(jié)果一定是在原因之后發(fā)生，這也是大自然的一個(gè)基本法則。

這個(gè)很容易理解，舉個(gè)簡單的例子，你打自己一記耳光，然后才會感覺到疼。不可能出現(xiàn)下面這種情況：你先感覺到臉疼，然后自己打自己一耳光。

不過相對論中的“光速限制”并不是絕對的，說具體點(diǎn)：大自然中任何具有靜質(zhì)量的物體，或者任何攜帶信息能量的物體都不可能超光速。

速度極限光速大約每秒30萬公里（準(zhǔn)確值299,792,458米/秒），宇宙萬事萬物，不管是我們每天看到的宏觀物體，還是非常微小的微觀粒子，比如說電子，質(zhì)子，中子等都不能以光速飛行，只能無限接近光速。

為何不能達(dá)到光速？

狹義相對論表明，物體速度越大質(zhì)量就越大（更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼f法是動能更大），如果物體無限接近光速，動能就變得無限大。而能量與質(zhì)量其實(shí)是等效的，能量和質(zhì)量只是物體表現(xiàn)出來的兩面性而已。

如果想要一個(gè)物體達(dá)到光速，意味著需要無限多的能量，整個(gè)宇宙的能量都不夠，這顯然是不可能的。

人類目前創(chuàng)造的最快速度已經(jīng)非常非常接近光速了，在大型粒子對撞機(jī)中可以把微觀粒子的速度加速到299,792,455米/秒，達(dá)到了光速的99.999999%！與光速只差了一點(diǎn)點(diǎn)。

但不要小瞧這一點(diǎn)點(diǎn)，不要認(rèn)為“我們加把勁”就能達(dá)到甚至超越光速了，這“一點(diǎn)點(diǎn)”就是永遠(yuǎn)不能逾越的鴻溝。不要說渺小的人類了，就是最恐怖的黑洞，也無法把物體的速度加速到光速。

但狹義相對論中的“光速限值”只是限值有靜質(zhì)量的物體，這意味著如果沒有靜質(zhì)量，可以達(dá)到光速，準(zhǔn)確地說“沒有靜質(zhì)量的物體必須以光速飛行”。

比如說引力子（目前還是假設(shè)概念），膠子，光子等天生就以光速飛行，沒有任何加速過程。

愛因斯坦的狹義相對論體現(xiàn)了光速限值，其實(shí)自然界本身必須有光速限值，因?yàn)樽匀唤缰杏形覀兪煜さ囊蚬桑绻粋€(gè)物體超光速飛行，因果律將被打破，整個(gè)宇宙就徹底陷入混亂，甚至?xí)直离x析。

舉個(gè)例子，如果可以超光速，你用獵槍射殺獵物，子彈的速度超光速，你會看到獵物先倒下，然后你才會扣動扳機(jī)，因果律完全被打破了，現(xiàn)實(shí)世界徹底亂套，讓人捉摸不定。

再到這個(gè)世界的現(xiàn)實(shí)本質(zhì)，這個(gè)世界是由物質(zhì)組成的，而物質(zhì)是靠基本的作用力電磁力，強(qiáng)力，引力組合在一起的，而這三種基本作用力又是靠光子，膠子，引力子傳遞作用力的。如果物體的速度超越光速，意味著以上三種力根本追不上物體本身，怎么可能把物質(zhì)粘合在一起呢？

沒有物質(zhì)，又哪來的宇宙呢？

不過話說回來，“光速限值”并不是絕對的，是有前提的，這個(gè)前提就是“任何具有靜質(zhì)量，攜帶信息和能量的物質(zhì)都無法超越光速”，這意味著大自然并沒有徹底關(guān)閉“超光速”的大門，還給我們“開了一扇窗”去盡情地超光速。以下就是幾種超光速現(xiàn)象，而且是遠(yuǎn)超光速。

在某種介質(zhì)中超光速

光速每秒299,792,458米/秒是真空中的速度，其實(shí)現(xiàn)實(shí)中光速是達(dá)不到這個(gè)速度的，因?yàn)榇笞匀恢谐錆M了各種介質(zhì)，而光在介質(zhì)中的傳播速度總是小于光速，傳播速度為c/n，其中c是光速，n是介質(zhì)折射率，n總會大于1。事實(shí)上多數(shù)時(shí)候，介質(zhì)中的光速遠(yuǎn)小于真空中的光速。比如說光在水中的速度只有0.75c。

利用光的這種特性，我們就可以在某種介質(zhì)中“超越光速”（當(dāng)時(shí)不是真空中的光速，而是介質(zhì)中的光速），達(dá)到“光障”效果。科學(xué)家也確實(shí)做到了。

一個(gè)物體可以在比介質(zhì)中的光更快的速度穿越介質(zhì)，產(chǎn)生光光激波（光障），這種光波被稱為“切倫科夫輻射”（怪異的藍(lán)光）。物體必須在密度比較大的介質(zhì)中快速移動，光障效果才可以被我們的肉眼看到。比如說，核反應(yīng)堆以非常高的速度噴出電子，高速電子穿越冷卻水的速度就比水中的光速還要快，就會產(chǎn)生錐形激波。

宇宙大爆炸時(shí)的暴漲速度

長期以來，科學(xué)家認(rèn)為宇宙起源于一次大爆炸，一個(gè)體積無限小質(zhì)量密度無限大的奇點(diǎn)是一切的開端，一切都是從零開始的。不過暴漲理論出現(xiàn)之后，大爆炸理論似乎有點(diǎn)過時(shí)了。

該理論認(rèn)為，時(shí)間并不是從奇點(diǎn)的突然膨脹開始的，而是從10^-41秒開始的，這個(gè)時(shí)候宇宙已經(jīng)存在，大小大約為一個(gè)天文單位（1.5億公里）。

當(dāng)時(shí)的宇宙不存在任何物質(zhì)，只有真空能，真空能促使宇宙以指數(shù)級膨脹，然后暴漲在10^-36秒瞬間結(jié)束，非常短暫。

此后真空能衰變成為物質(zhì)，包括我們?nèi)缃袼幕玖Ｗ雍头戳Ｗ印Ｈ缓箝_始迅速膨脹。

膨脹的速度有多快？一秒之內(nèi)就膨脹到了一光年大小了，一年之后大約就有現(xiàn)在銀河系的大小了，想象一下這個(gè)速度，光速在此速度面前不值得一提！即便是138億年后的今天，宇宙膨脹的速度仍舊遠(yuǎn)超光速，不但如此，宇宙膨脹速度一直在加速，宇宙空間每增加1百萬光年的距離，膨脹速度就會增加20公里每秒，這就像我們吹氣球一樣，氣球上兩個(gè)點(diǎn)的距離會越來越遠(yuǎn)，而且相互遠(yuǎn)離的速度會越來越快。

空間膨脹速度遠(yuǎn)超光速并不違反相對論，空間中的物體只是跟著空間在運(yùn)動，彼此之間并沒有傳遞信息。

詭異的量子糾纏

相信很多人都聽說過“量子糾纏現(xiàn)象”，它如此詭異，以至于被愛因斯坦稱為“鬼魅般的超距作用”，也讓愛因斯坦十分頭疼，因?yàn)榱孔蛹m纏現(xiàn)象徹底顛覆了經(jīng)典物理，他認(rèn)為我們的世界具有局域性（也就是不能超光速），而量子糾纏現(xiàn)象則屬于非局域性。

比如說，在量子世界里，發(fā)生耦合的兩個(gè)微觀粒子，不管它們相距多遠(yuǎn)，哪怕在宇宙的兩端，只要我們測量其中一個(gè)微觀粒子的狀態(tài)，如果說粒子的自旋向下，那么另一個(gè)粒子的自旋必定向上，看起來好像它們存在“心靈感應(yīng)”一樣，彼此之間能根據(jù)對方的狀態(tài)瞬間做出決定。

雖然量子糾纏現(xiàn)象非常詭異，但科學(xué)家確實(shí)驗(yàn)證了這種現(xiàn)象的真實(shí)存在性。結(jié)果就是愛因斯坦錯(cuò)了，但并不是說他的相對論錯(cuò)了。

量子糾纏與相對論中的“光速限值”并不矛盾，量子糾纏中的兩個(gè)粒子并不能傳遞任何信息。因?yàn)楫?dāng)我們測量其中一個(gè)微觀粒子的狀態(tài)時(shí)，粒子表現(xiàn)出來的狀態(tài)其實(shí)都是隨機(jī)的，而且每一次測量都意味著量子糾纏的坍縮，也就是說一旦我們實(shí)施了測量之后，糾纏態(tài)馬上就會消失，粒子之間不再發(fā)生糾纏。

所以說，“光速不可超越”這種說法其實(shí)是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模驗(yàn)檫@種說法并不是絕對的，是有前提條件的。應(yīng)該說是任何信息的傳遞速度都無法超越光速（真空中的光速）。

這種非絕對性也算是大自然留給我們的“漏洞”，我們可以利用這個(gè)“漏洞”進(jìn)行“超光速”旅行，比如說蟲洞和“曲速引擎”的概念，就是利用