科学家研究发现啊,咱这太阳在银河系里就是个普普通通的黄矮星,待在一个叫猎户臂的支旋臂上呢。离银河系中心大概有2.6万光年远。单看太阳系的话,它可不小,但要是往整个银河系里瞅,那就跟掉海里的一粒沙子似的。现在人类瞅见银河系的直径都达到20万光年了。银河系里大概有1000亿到4000亿颗恒星,还有400亿到1000亿颗星星呢,咱这太阳不过是其中一颗。光年是个距离单位,一光年就是光跑一年的距离,光速大概每秒能跑30万公里,这速度可超出咱人类的想象了。可就这么快的速度,在浩瀚宇宙面前,那也慢得很。既然这样,宇宙里有没有超光速的现象呢?下面咱就一块儿瞅瞅宇宙中的超光速现象。
头一个超光速的事儿——量子纠缠。
量子纠缠在量子力学里可算是个特经典的理论呢。量子力学啊,是19世纪好多科学家一块儿鼓捣出来的。那时候,科学家瞅见经典物理学对微观世界的奥秘根本解释不了。得嘞,普朗克、玻尔、海森堡、薛定谔、爱因斯坦这些人就凑一块儿创立了量子力学。这量子力学呢,就是描述微观东西的理论,跟相对论一块儿被当成现代物理学的两大台柱子。量子纠缠是啥呢?就是两个或者好几个微观粒子互相捣鼓了之后啊,每个粒子自个儿的特性就变成了整体的性质,你就没法单独去说单个粒子的特性了。纠缠着的粒子可有不少特性,就好比不管把两个纠缠着的粒子搁多远,只要咱们动其中一个粒子,那另一个粒子也得跟着受影响,而且这影响的速度那是眨眼就完成的。
要是咱把一个粒子搁冥王星上,另一个粒子放地球上呢。只要咱动一动地球上这个粒子,嘿,冥王星上的那个粒子也跟着受影响。这事儿啊,有点像心灵感应似的。不过可得着重说一下啊,量子纠缠可不是科学家瞎猜的,那可是经过验证的事儿。大名鼎鼎的物理学家爱因斯坦刚知道量子纠缠的时候,都觉得这事儿神了,管它叫「鬼魅般的超距作用」呢。好多科学家寻思啊,量子纠缠为啥能不管距离多远都这样呢?主要就是因为它们之间存在叠加态。要是两个粒子打一开始就有点共同的关系,那就算这俩粒子分开了,它们的叠加态也还是缠一块儿的,量子纠缠其实就是这种叠加态互相缠绕的表现。
就科学家目前对量子纠缠的认知而言啊,量子纠缠这技术可比光速快老多了,为啥呢?它那影响的速度眨眼就完事儿,快得很。要是能把量子纠缠技术用到日常生活里,人类科技肯定能「蹭蹭」往上涨一大截。现在科学家正想法子把这技术搁到通讯设备上呢。这要是成了,人类的通讯速度肯定比现在快得多。可量子纠缠为啥能这么快呢?科学家还在那儿使劲儿研究呢。要是人能把量子纠缠的秘密搞清楚,没准儿就能捣鼓出超光速飞船来。盼着人类能早点实现这梦想吧。
嘿,这就来说说第二个超光速的事儿——宇宙膨胀那速度。
按照宇宙大爆炸那套说法啊,宇宙如今大概已经138亿岁喽。宇宙是从一个小得不能再小的奇点开始膨胀起来的,现在它宽得能有930亿光年呢。您瞧瞧,这宇宙膨胀的速度可远超光速了。可相对论又说,有质量的东西运动速度没法超过光速。这宇宙里星系退行的速度肯定超光速了呀,这是不是个矛盾呢?嗨,其实相对论里说光速不可超越,那指的是普通物体。宇宙膨胀是空间自个儿在变大,这和相对论的理论不冲突。空间结构到处都在膨胀,这么一来,空间里的星系就被互相拉开了,星系们只能相互离得越来越远,而且离得越远,远离的速度就越大,为啥呢?因为距离越远,单位时间里空间扩张得就越多呗。
宇宙膨胀是咋量出来的呢?20世纪初那阵儿,美国有个物理学家叫爱德温·哈勃。他瞅仙女座星系的时候,发现这星系里好多变星离地球都超过90万光年了,这可比咱们自个儿的星系远老多了。后来哈勃又瞅了、量了23个星系,这些星系离咱都有2000万光年呢。还有啊,哈勃瞅仙女座星系的时候,瞧见螺旋星云的光谱能分裂成它那些组成颜色。按照光源里的元素,谱线会以一种特定的样式出现在光谱里。要是这些光源在动,那这些光谱就往光谱的红端跑。分析了这些星云发出来的光以后,哈勃最后得出个结论:星系的红移和星系离地球的距离是成正比的。这就意味着离地球越远的天体啊,正一个劲儿地加速离咱远去呢。1929年的时候,哈勃就把他这想法给公布出来了。
还说呢,距离和红移的比例是每光年距离对应每秒170公里的速度。宇宙膨胀这理论啊,可把人类的传统认知给搅和乱套了。以前啊,人类老觉得咱们这宇宙是安安静静、一动不动的。这理论一出来,人类对宇宙就有了新看法,可也把科学家给整得挺绝望的。科学家寻思啊,要是这宇宙就这么一直膨胀下去,那咱可永远都没法知道宇宙的边儿在哪了。为啥呢?这宇宙膨胀的速度可比光速快多了,而人类最快的飞行速度也就只能无限接近光速,根本到不了光速,更别说超过光速了。这就意味着我们没法飞到宇宙的边儿上,所以科学家心里特绝望。不过也有一些科学家觉得,宇宙之所以不停地膨胀,是因为宇宙大爆炸产生的能量还没彻底用完呢。要是有一天,宇宙大爆炸的能量都用完了,那宇宙就该收缩了。
宇宙膨胀的时候速度有多快,收缩的时候那速度就有多快,末了就会收缩成一个奇点。这奇点要是被啥外来的东西打扰一下,宇宙就「砰」地又炸了,新宇宙就这么诞生了。这么看来咱们这个宇宙也有轮回呢。不过这也就是科学家的猜想,到底咋回事儿呢?到现在科学家还在那儿使劲儿研究呢。
超光速现象里的第三个——曲速引擎。
好多科幻片里啊,都能瞅见主角坐着超光速飞船在宇宙里瞎飞呢。嘿,那咱这愿望能不能成真啊?科学家琢磨着,要是人类能鼓捣出曲速引擎,那超光速飞行也不在话下。简单讲呢,就在时空里弄出个时空泡。飞船在这泡里就跟定住了似的,可这泡呢,超光速往前跑,就把飞船一块儿带着往前走啦。这就好比开帆船,船自个儿可没动弹,是浪带着帆船跑呢。时空超光速运动可不违反爱因斯坦那套理论,为啥呢?因为时空运动它本身不传啥信息啊。就像咱们这宇宙一直超光速膨胀呢,这超光速又不传信息,就不违背大自然的规矩。科学家觉得啊,咱们能操控飞船周围的时空,把前面的时空给压缩喽,后面的时空让它伸展膨胀,这么着就能带着时空泡超光速往前飞喽。
曲速引擎可是分不同等级的呢,每个等级所需要的能量那都是呈指数级往上长。9.9999级的曲速引擎那可是最高倍数,能达到光速的20万倍。要是咱的宇宙飞船真能有这速度,人类在宇宙里随便溜达都不是事儿。咱就寻思寻思,按一倍光速算,从地球到冥王星得5个小时,这速度就已经相当快了。但要想实现曲速引擎,那可不容易。毕竟飞船得有足够的动力才能把时空给扭起来。就现在人类这点科技,根本就搞不定曲速引擎这技术。不过让科学家特兴奋的是,美国的科学家在研究的时候发现了世界上第一个纳米级的翘曲气泡。这对人类研究曲速引擎来说意义可重大了,保不齐以后人类科技发展起来了,真就能曲速飞行了呢。
超光速现象里排老四的——虫洞穿梭。
虫洞啊,还有个名儿叫爱因斯坦 - 罗森桥呢。这理论是爱因斯坦和罗森一块儿琢磨出来的。虫洞呢,其实就是爱因斯坦弄出来的一个假设。不过啊,他俩研究引力场的时候就寻思,宇宙里应该有个能穿越时空的隧道,这隧道就是虫洞呗。理论上讲,虫洞能当个时间机器使。狭义相对论说移动的时钟走得慢,简单讲呢,就是飞得快,快到接近光速的人,他的时间就越来越慢。要是科学家能想法子造个虫洞出来,一开始虫洞两头的时间是同步的。可要是把一头加速到接近光速,这头就比另一头慢了,这么一来,其中一个入口就成了另一个入口的过去了。
不少科学家琢磨着,虫洞的入口说不定就是黑洞呢。黑洞啊,那可是宇宙里到现在人类发现的引力最大的天体。黑洞有个特性,就是一个劲儿地吞东西,那些被黑洞吞进去的东西到底跑哪儿去了呢?科学家到现在也给不出个准话儿。不过科学家寻思着,黑洞的另一头可能有个特神秘的天体叫白洞,黑洞和白洞要是连一块儿就成虫洞了。虫洞这玩意儿可是能穿越时空的隧道。要是咱们能钻进虫洞,那眨眼的工夫就能到另一个空间去了。可直到现在,科学家在宇宙里都还没找着虫洞呢,虫洞目前也就存在于假设里。要是咱们把宇宙空间想象成一个引力场互相交错、拉扯的地方,就能推导出虫洞来,为啥呢?因为空间被拉扯、拧巴、折叠之后,有些空间就会从老远的地儿被拉到一块儿了。
有些科学家琢磨啊,虫洞这玩意儿说不定就是个特别不牢靠的隧道呢。为啥呢?它是靠空间拧巴扭曲、折来叠去才形成的呀,这么老大的能量哪能一直撑着呢。虫洞那头啊,要么是个黑洞,要么是颗行星。好多科幻电影里,都能瞅见主角借着虫洞在另一个宇宙空间里窜来窜去的。虫洞啊,说到底就是空间折叠的一种法子。人类要是想把宇宙的秘密给搞清楚,以后肯定得用虫洞来穿梭。可眼巴前儿科学家还没发现虫洞呢。说不准虫洞连着的不是同一个宇宙,而是不同的平行宇宙。要是咱进了虫洞,没准就跑到另一个宇宙里头去喽。
小编觉着啊,光速不变这原理可不是破不了的,只是咱还没找着合适的法子罢了。人呢,可是地球上最聪明的生灵,打一出生就没停过探索研究这世界的秘密。这么长时间过去喽,人都能走出地球探索宇宙了,这就表明人科技发展的速度那是相当快的。可宇宙那么老大,人的科技还是不够看的,还得接着努力才行呢。只要人能一直这么坚持努力,以后肯定能在宇宙里找到更多超光速的办法。只有超了光速,咱才有机会探到宇宙的边儿。小编盼着人能早点实现这梦想呢。大伙有啥想说的不?