們都知道一個(gè)物理學(xué)概念是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度不可能超過(guò)光速,于是我們?cè)诳吹娇苹秒娪袄镉谐馑亠w行的情節(jié)就會(huì)對(duì)此嗤之以鼻,但其實(shí)超光速現(xiàn)象在宇宙中比比皆是。我們所說(shuō)的不可超光速指的是物質(zhì)的速度極限,就連愛(ài)因斯坦的相對(duì)論也是以光速作為標(biāo)準(zhǔn)定義的。那如果某種速度現(xiàn)象并非物質(zhì)運(yùn)動(dòng)呢?是不是這種現(xiàn)象就不用受到狹義相對(duì)論的束縛而可以超過(guò)光速呢?
答案是肯定的,只要不是物質(zhì),就好似進(jìn)入了狹義相對(duì)論“三不管”地帶,這就可以解釋我們?yōu)槭裁茨軌蚩吹竭h(yuǎn)在幾十億光年以外的星球。在宇宙大爆炸發(fā)生的瞬間,宇宙處于暴漲時(shí)期,這期間的宇宙膨脹速率以指數(shù)級(jí)增加,其速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了光速。宇宙膨脹是空間的膨脹,在暴漲時(shí)期兩個(gè)粒子之間的距離會(huì)因?yàn)榭臻g膨脹而被拉大,這種速率就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)光速,而其實(shí)兩個(gè)粒子之間并沒(méi)有加速到超光速,超過(guò)光速的僅僅是空間膨脹速率罷了。
我們可以這樣認(rèn)為:甲和乙站在同一條馬路上,二人靜止不動(dòng)只相隔5米遠(yuǎn),馬路卻在一瞬間延長(zhǎng)了,二人變成了相隔10萬(wàn)千米遠(yuǎn)。我們不能把這種情況的甲和乙看作超光速了,因?yàn)榧缀鸵也](méi)有感受到任何加速過(guò)程。因?yàn)槿梭w屬于物質(zhì),不可能被加速至超光速,但空間不屬于物質(zhì)范疇,這種超光速現(xiàn)象本身并不違背狹義相對(duì)論。
還有一種超光速現(xiàn)象就是量子糾纏,量子糾纏無(wú)法用經(jīng)典力學(xué)解釋?zhuān)且环N只發(fā)生于量子系統(tǒng)的現(xiàn)象。2017年,墨子號(hào)飛船實(shí)現(xiàn)了把一對(duì)互相糾纏的粒子分發(fā)到相距超過(guò)1200公里的距離后,仍然可以保持量子糾纏的狀態(tài),并且這種作用幾乎沒(méi)有間隔時(shí)間??茖W(xué)家就做了一個(gè)大膽的猜想:以?xún)深w速率相同的電子為例,一顆放置在太陽(yáng)邊,另一顆放置在冥王星,在如此遙遠(yuǎn)的距離下,它們?nèi)员S嘘P(guān)聯(lián)性,仿佛兩顆電子有著超光速的秘密信使一般。我們從這里也不難看出,這兩顆電子也并沒(méi)有被加速到超光速,這其中的量子糾纏也同樣不涉及狹義相對(duì)論。
2011年,歐洲核子研究中心發(fā)現(xiàn)被送往732公里之外實(shí)驗(yàn)室的中微子們比光速快了60納秒到達(dá),雖然這是很少的差別,但這一現(xiàn)象一旦經(jīng)過(guò)證實(shí)將會(huì)給物理學(xué)界帶來(lái)巨大的變化。但科學(xué)家們還是慎之又慎地反復(fù)測(cè)驗(yàn),此后的三年科學(xué)家一共進(jìn)行了一萬(wàn)五千次中微子發(fā)射,而每一次的結(jié)果都指向同一事實(shí):這些中微子,就是要比光速快。
但科學(xué)界的另一些聲音提出了質(zhì)疑,他們認(rèn)為宇宙中不可能存在粒子本身就可超越光速,一定是歐洲的設(shè)備年久失修導(dǎo)致的錯(cuò)誤結(jié)果。最終這項(xiàng)新研究理論還是敗給了愛(ài)因斯坦先生的定理,但堅(jiān)持這項(xiàng)理論的科學(xué)家依舊解釋?zhuān)河钪嬷幸欢ㄓ兄馑倭W拥拇嬖?,只是我們還沒(méi)發(fā)現(xiàn)罷了。
必須再次強(qiáng)調(diào),宇宙中的超光速行為屬于非物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的速度現(xiàn)象,而相對(duì)論限制的速度極限只是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的速度現(xiàn)象。事實(shí)上信息和能量的傳遞必然需要物質(zhì)的參與,這也意味著凡是存在超光速現(xiàn)象的介質(zhì)一定是與物質(zhì)有關(guān)。沒(méi)有物質(zhì)還能進(jìn)行信息和能量的傳遞么?答案是否定的,但宇宙中是否只是存在這兩種超光速現(xiàn)象我們不得而知,可能在不久的將來(lái),科學(xué)家還有著更多的發(fā)現(xiàn)。
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