當前位置: 華文世界 > 科學

求知的孩子,如果有人以兩倍於光的速度移動會怎樣?

2024-03-27科學
#圖文萬粉激勵計劃#根據愛因斯坦的相對論,光速對任何有質素的物體來說都是一個宇宙的速度極限。
這個限制適用於任何地球上我們稱之為「普通質素」的東西。
根據相對論,任何有質素的物體的運動速度都不應該超過光速。(圖片來源:百葉窗圖庫)
本文最初發表於對話網站。該出版物為太空網的專家之聲:【觀點與見解】提供了這篇文章。
山姆·巴倫,澳洲天主教大學副教授
「我很好奇,如果有人以兩倍於光的速度移動,會發生什麽?」——德萬奇, 13歲,孟買
據我們所知,一個人不可能以兩倍於光的速度移動。事實上,任何像你我這樣質素的物體都不可能移動得比光速快。
然而,對於某些奇怪的粒子來說,以兩倍於光的速度運動——它可能會把這些粒子送回過去。
宇宙的速度限制
目前我們最好的物理理論之一是艾拔·愛因斯坦提出的相對論。根據這一理論,光速在任何有質素的物體上都是一個宇宙的速度極限。任何有質素的物體都不能加速超過光速。
加速一個有質素的物體,必須增加相應能量。想讓物體跑得越快,增加的能量就越多。
相對論方程式告訴我們,任何有質素的東西——不管它有多少質素——都需要無上限的能量才能加速到光速。
但是我們所知道的所有能源都是有限的:確實它們在某些方面是有限的。
事實上,宇宙只包含有限的能量。這意味著宇宙中沒有足夠的能量將有質素的物體加速到光速。
既然你和我都有質素,別指望很快就能以兩倍光速運動。
根據愛因斯坦的理論,像物體或人類這樣的龐然大物都不可能加速超過光速。(圖片來源:百葉窗圖庫)
如果它們確實存在,那麽超光速子的速度一定比光速快。普通質素的物體無法加速超過光速,超光速子也不能被減速到光速以下。一些物理學家認為,如果超光速子存在,它們就會頻繁時間倒退。這就是為什麽在許多科幻小說和電影中,超光速粒子與時間旅行聯系在一起。有一些想法認為,我們可能有一天會利用超光速粒子來建造一台時間機器。但目前,這仍然是一個遙遠的夢想,因為我們沒有能力探測到潛在的速子。
快捷鍵——速子?
這個宇宙的速度限制適用於任何我們稱之為「普通質素」的東西。
然而,有一種叫做速子的假想粒子,具有一種叫做「假想質素」的特殊質素。
沒有證據表明超光速粒子存在。但根據相對論,不能排除它們存在的可能性。
我們的旅行速度不能超過光速,真令人失望。離我們最近的恒星,除了太陽,是4.35光年遠。所以,以光速旅行,需要四年多的時間才能到達那裏。
我們探測到的最遠的恒星在280億光年之外。所以幾乎可以放棄繪制全宇宙的圖表的念頭。
也就是說,相對論確實允許「蟲洞」的存在。
蟲洞是空間中任意兩點之間的捷徑。一顆恒星在正常情況下可能距離我們4.5光年,透過蟲洞可能只有幾個小時的距離。
如果真的有蟲洞,它們會讓我們在很短的時間內長途旅行——允許我們在人的一生中到達宇宙最遠的地方。
不幸的是,就像超光速粒子一樣,蟲洞完全是一種假設。
你可以把蟲洞想象成一條兩端通向時空不同點的隧道。(圖片來源:百葉窗圖庫)
非凡的潛能
我們不能真正地超越光速,仍然嘗試想象。透過這種方式思考,我們正在進行「反事實思維」。如果現實有所不同,每種可能性都有不同的物理原理。我們只能猜測比光速快會發生什麽。我們會像一些科學家認為的那樣,開始穿越回過去嗎?我將把它留給你和你的想象力來想出一些想法!本文基於共享創意特許協議,轉載自對話專欄。請閱讀原文。
BY:Sam Baron
FY: Jane
如有相關內容侵權,請在作品釋出後聯系作者刪除
轉載還請取得授權,並註意保持完整性和註明出處