我們都知道光速很快,那麼它是宇宙中最快的嗎

2022-11-11 02:16:22 字數 5581 閱讀 7929

1樓:光看不見

因為它是沒有質量的快,要是那個能沒有質量的快可能會超過它。否者都是不能的。

2樓:爺爺爺爺爺爺嘖

在目前的科研範圍以內認定為光速是宇宙中最快的,但是由於宇宙的範圍是十分巨大的,所以還不能完全斷定。

3樓:永老師玄學解答

光速是宇宙中已知速度最快的,它超越了一切物質的速度,是人類無法突破的。

4樓:考官a的書外女友

不是。雖然光速是目前為止人類在自然界發現的最大速度,但在宇宙中光速是有限制的。並且曾經有科學家在黑洞或中子星附近觀察到有粒子超光速運動。

光速是宇宙中最快的速度嗎,有哪些速度比光速更快?

5樓:

如果我們承認現實的因果性,也就是原因必定在結果之前發生,那麼我們就必須接受這樣的一個基本的物理法則。

在宇宙中任何有質量的物質粒子,或者是任何能夠傳遞資訊的方式都必須在低於真空中的光速的速度下執行。

這個極限速度為299,792,458米/秒,構成宇宙萬物的的粒子,如中微子、電子、質子和中子的執行速度,只能無限接近,並不能達到這個速度。

這是因為質量和能量是等效的,質量只是能量的一種不同的表現形式,一個物體的所包含的能量分為:靜止能量(e=mcd^2)和動能。

當你給一個粒子開始加速的時候,隨著速度的增加,它所擁有的動能就會增加,當無限接近的光速的時候,動能也會變的無限大。

這個時候,粒子所包含的總能量也會變得無限大,因此我們常會說無限接近光速的物質其質量將會無限大。

要想讓它達到光速,就需要無限的能量,由於可觀測宇宙是有限的,也就是我們可以獲得的能量是有限的,因此我們無法把一個有質量的粒子加速到光速。

你知道人類現在所創造的最快速度是多少嗎?在大型強子對撞機中我們已經將質子加速到了299,792,455米/秒,跟真空中的光速比起來只差了0.000001%,可以說十分接近光速。

你可能會想,差這麼點了,是不是能量不夠啊,真想上去再推質子一把!那麼未來我們加大磁場、加大環形對撞機的半徑,是不是就可以達到光速,甚至超過光速呢?

其實接近光速很簡單,這就看你怎麼接近了,最後那一點點往往是無法突破的。你看,黑洞的能量大吧,它是宇宙中的怪獸,磁場強度是對撞機的一萬億倍。

結果呢?它所創造的宇宙射線中的質子能量是人類創造的3600萬倍,但速度還是低於光速,為299,792,457.9999999999999992米/秒。

差了0.0000000000000008米/秒,這說明啥,光速真的是物質粒子的速度極限。你怎麼弄,怎麼折騰質量粒子都只會無限接近光速。

而那些無質量的粒子,如光子、膠子、引力子這三個粒子天生就必須以光速執行。

那為什麼宇宙就是不讓質量粒子超光速呢?

其實很簡單,我一開始就說了,宇宙有因果律,如果物質可以超光速,那麼整個宇宙就完全亂套了,而且也會分崩離析。

你看,如果一顆子彈超過了光速,那麼在你看到一個人扣動扳機之前子彈就可以殺死一個人,也就是說,結果出現在了原因的前面。這樣的現實不久徹底變得混亂不堪。

你看,光子、膠子、引力子這三個粒子在傳遞著電磁力、強力、引力,這三種基本力將粒子結合在一起組成了萬物。

如果一個物質可以跑的比這三個粒子還快,那麼這三個力都追不上這個物質,怎麼能將物質結合在一起呢?萬物是不是分崩離析了?

因此,有些物理法則是不容得被挑戰的。除非你可以改寫整個宇宙的初始設定。

不過,我又說了,宇宙中確實有快於光速的現象。但是它們並不違背基本的因果律,不會傳遞任何資訊,也不會影響基本力的傳遞。

因此這些現象在宇宙中是被允許的。

1、首先就是宇宙誕生時,空間暴漲的速度。

以前認為宇宙開始於大**,常常認為有一個奇點,時間有一個開端,並且是從零開始的。但是自從暴漲理論被提出以後,我們已經不這樣認為了,這已經是個過時的概念。

暴漲理論說,時間並不是從零開始的,而是從10^-41秒開始,這時的宇宙已經存在,大小差不多就是地球到太陽的距離,一個天文單位。

空間中並不存在任何物質粒子,只有真空能量,並且真空能量正導致宇宙以指數級的方式膨脹,並於10^-36秒,暴漲結束。

空間中的真空能量開始衰變到物質中,產生了目前我們所知以及未知的所有物質粒子和反粒子,這個過程被稱為再加熱階段,也是熱大**的開始。

所以我們說的大**並不是嘭的一聲,而是在描述當時熱的、快速膨脹的狀態,並沒有任何東西**。

膨脹速度有多快呢?你看,宇宙誕生後的一秒,就已經有1光年的範圍了,1年就有銀河系的範圍了,這個速度遠遠的甩光速幾條街。

2、現在宇宙的膨脹速度,在136億光年以外依然超光速。

現今的宇宙依然在加速膨脹,這一點我們已經聽了無數次了,宇宙膨脹的速率為20公里/秒/百萬光年,也就是說每增加1百萬光光年的距離,空間的膨脹速度就會增加20公里/秒。

這就跟我們吹氣球一樣,也跟我們在烤箱裡蒸麵包一樣,宇宙就是以這樣的方式膨脹的,如果這樣的速度計算的話,目前136億光年以外的星系,都在以超光速的速度遠離地球。

但空間自身的超光速並不違背狹義相對論的基本原理,因為物理法則從來沒有現在空間怎麼樣,而是限制的時,質量粒子在空間中的運動。

你肯定會問,那星系不也跟著超光速了嗎?星系的推行速度確實是超光速了,但是它們並沒有相對於空間在運動,只是我們和星系之間的空間膨脹了。

3.量子世界裡的糾纏現象。

這個現象簡直就是個魔鬼,讓愛因斯坦頭疼不已,因為這個現象直接衝擊到了愛因斯坦的世界觀,他認為這個世界存在局域性,不能超光速,不會存在鬼魅的超距作用。

例如在量子世界裡,兩個伴生相互耦合的粒子就處在一個不確定的糾纏態,當我們測量其中一個粒子的狀態是,如果它自旋向上,那麼另外一個粒子此時必定自旋向下。

神奇的是,不管你把這兩個粒子分離到多遠的距離,這種超距作用依然存在,測量一個粒子,另外一個會瞬間做出選擇。

2023年,約翰·貝爾提出**驗證了量子糾纏的真實性,顯然愛因斯坦錯了,不過他的相對論依然正確,因為我們無法利用量子糾纏以超光速的方式來傳遞資訊。

原因在於,我們每次測量一個粒子的時候,粒子所表現出來的確定態都是隨機了。因此無法傳遞資訊。

4.在介質中超越光速

光不僅可以在真空中傳播,也可以在介質中傳播,不過光在介質中就會被降速,其中有效光速為c/n(n為介質的折射率,總是大於1)。

因此在光在的水中的速度為0.75c,這個降速還是比較大的,例如在核反應堆中,電子被釋放出來時的速度十分接近光速,因此此時的電子就比光子跑的快。

而反應堆的幽幽藍光,正是電子突破光障時產生的切倫科夫輻射發出的,這是一種光學「衝擊波」。

宇宙中的速度極限應該這樣說:傳遞資訊的速度不能超過真空中的光速。而不能表達為光速不可超越,這句話是錯誤的。

如果我們未來能夠製造出蟲洞,也就是將時空摺疊,我們就能打破距離的限制,去往宇宙的任何地方。不過想要在真空中達到、甚至超越光速旅行、傳遞資訊是不可能的。

6樓:小畫科普大講堂

光速是宇宙中最快的速度嗎?

宇宙裡最快的速度是光速嗎?還有什麼更快的?

7樓:

人類一直有一個星際旅行的夢想,可是要想實現星際旅行,最關鍵的因素是速度,人類目前所達到的速度能夠支撐人類進行星際旅行嗎?先來看看人類科技所能達到的最快速度,在地球上人類製造出飛行速度最快的載人飛行器為sr-71黑鳥,它的最大速度達到3.5倍音速,也就是4284公里每小時;人類在宇宙中最快的速度紀錄是由「帕克號」太陽探測器創造的,它的最高速度達到192公里每秒,也就是每小時70萬公里,這是什麼概念?

星際旅行是人類夢寐以求的夢想

地球周長為4萬公里,帕克號探測器1小時可以繞地球飛行17圈;地球到月球的距離為38萬公里,帕克號從地球往返月球只需要1小時左右;火星到地球的距離為5500萬公里,帕克號探測器從地球飛到火星也僅僅需要78個小時,相當於3天左右,是不是很快?但是帕克號探測器的快僅僅是相對於人類來說的,如果從宇宙的角度來看,帕克號探測器的速度慢得像蝸牛一樣的,那麼它有多慢呢?

帕克號太陽探測器

以銀河系為例,銀河系的直徑為10萬光年,一光年的距離為9.46萬億公里,10萬光年就等於94億億公里,帕克號探測器的最高速度不過70萬公里每小時,一年(1年有8760 時)的飛行距離為62億公里,如果以帕克號最高速度穿越銀河系,需要的時間超過1億年,而在宇宙中,銀河系的直徑其實不值得一提,從銀河系到仙女座星系的距離高達220萬光年,整個宇宙的半徑更是高達465億光年,以帕克號的速度飛行根本無法實現,所以人類需要一個更快的速度。

以光速穿越銀河系,需要10萬年

在眾多宇宙存在的速度中,人類一直渴望能夠實現光速飛行,光速被認為是宇宙中速度最快的速度,它的速度達到30萬公里每秒,相當於每小時10.8億公里,這是什麼概念?從地球往返月球時間不過3秒,從地球飛到火星需要的時間也不過3分鐘,而號稱人類速度最快的帕克號探測器,它的速度不及光速的1500分之一,由此可見光速是一個極快的速度,儘管如此,光速的快依然是相對的,對於人類來說,光速快的讓人追不上,但是從宇宙角度來看,光速卻慢得像蝸牛一樣,為什麼這麼說呢?

光速相對於人類很快,相對於宇宙很慢

比如人類即使製造出光速飛船,依然無法實現夢寐以求的星際旅行,因為坐上光速飛船以光速飛行,穿越銀河系需要10萬年,從銀河系飛到仙女座星系需要220萬年,飛出銀河系所在的本星系團需要1000萬年,而穿越整個可觀測宇宙需要的時間更多,高達930億年,從中我們知道用光速穿越宇宙需要的時間遠遠超過合理水平,按理說如果是宇宙最快的速度,穿越整個宇宙,需要的時間應該很短,不說幾分幾秒鐘,幾個小時幾天都是一個正常的水平,可是號稱是宇宙最快速度的光速,穿越整個宇宙竟然需要整整930億年,比宇宙誕生的時間還要長好多倍,由此我們可以推斷,光速可能並非是宇宙中最快的速度,因為光速相對於宇宙來說實在太慢了,既然光速不是宇宙最快的速度,那麼在宇宙中肯定存在比光速快的速度,如果宇宙中真的存在比光速還快的速度,它們可能是哪些速度呢?

根據現有的理論知識,目前科學家已經找到了兩種比光速還快的速度。

第一個比光速快的速度:宇宙膨脹速度

宇宙膨脹理論是目前最重要的科學理論之一,它是由著名的天文學家哈勃提出的,2023年哈勃發現所有的星雲都在相互遠離,而且距離越遠離去的速度就越快,由此推斷出整個宇宙在不斷地加速膨脹,後來科學家發現宇宙膨脹的速度竟然比光速還要快,宇宙膨脹速度不僅比光速快,而且要快很多,最典型的例子就是人類觀測到的宇宙範圍,目前人類觀測到的宇宙半徑為465億光年,可是宇宙誕生時間才只有138億年,理論上來說宇宙的可觀測半徑不可能超過138億光年,而事實上人類觀測到的宇宙半徑高達465億光年,比理論上的宇宙半徑多出327億光年,這「多出來」的300多億光年是怎麼回事呢?

宇宙膨脹速度超過光速,目前宇宙在超光速膨脹

原因就因為宇宙在膨脹,如果宇宙不膨脹,星雲飛離的距離應該小於138億光年,人類在宇宙中觀測到的最遠天體的距離也應該小於138億光年,可是由於宇宙在膨脹,而且是在超光速膨脹,讓宇宙中的星雲額外增加了一段被宇宙膨脹推出去的距離,這段總距離就是327億光年,宇宙膨脹增加的距離再加上理論上的飛行距離,所以人類最終觀測到的宇宙半徑為465億光年,由於宇宙膨脹讓行星飛行的距離比理論上的距離大很多,可以推斷出宇宙膨脹速度比光速要快很多,因此宇宙膨脹速度是人類發現的一個比光速快得多的速度。

第二個比光速快的速度:瞬間轉移速度

在武俠**中,一些具有超能力的人可以從一個地方瞬間轉移到另一個地方,簡直比光速還要快,一直以來我們覺得這種超能力僅僅存在於武俠**中,在現實中根本不可能存在,可是隨著科技的發展,科學家認為這種超能力並非是幻想,在現實中有可能存在,愛因斯坦在他的相對論裡面提出了黑洞預言,如今黑洞預言已經被證實存在,鮮為人知的是愛因斯坦在相對率裡面還預言在宇宙中存在另外一種神祕天體,這種天體就是神祕的蟲洞。

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