相对论的问题 未来光速能被超越吗

伤我心太深

光速真的不能被超越？

这是一个世纪前的话题！

不能超光速是相对论的一个推论。
但是，这只是推论而已，不是相对论的根本原理（构成相对论的两个假设没有不能超光速这条）。
也就是说，世界上如果有超光速的现象发生，也不影响相对论的其他结论。
我觉的这是个很重要的问题。如果相对论是正确的，光速就不能被超。因为爱因斯坦的质能方程E=mc^2.如果速度增大则能量增大，随之质量增大，等到接近光速时质量会趋向无穷大。质量越大就越难加速，质量无穷意味着没法再加速。所以光速不能被超。可以说光速最大是相对论很核心的一个假设，如果光速被超，相对论必然有问题。
当然如果相对论被另一个新的理论取代，那就不得而知了，毕竟截至目前还没有新理论的迹象。
这个问题希望能在相对论出现1个世纪后的今天，21世纪末被解开！

在2011年的欧洲核子对撞物理实验中，在做关于中微子振荡的实验时，物理学家得到了一个震惊的发现：在粒子加速器里，中微子在与光子运动的等同距离内比光子快了60纳秒，约合在等同时间内比光子多走了7公里。这一事件后被发布在杂志上，引起世界物理学轰动。然而，就在物理界对此议论纷纷的时候，该实验负责人不久后却又声称“实验中光缆出现了问题导致这一事件”，从而直接否定了这次超光速的可能性。

粒子对撞实验

　　虽然此事至今已有一年，但是，这个问题依然是争论不休：光速究竟能不能被超过？要解决这个问题，我们首先要来看一看光速为何在物理学中被定义为物质运动速度的极限。关于这个理论，首次提出的自然是大名鼎鼎的物理学家阿尔伯特·爱因斯坦。1905年，他提出了狭义相对论的时候明确对光速进行了探究。在狭义相对论的两条基本基础原理中，光速c有着崇高的地位，其中一条便是光速不变原理，即光速在同一惯性系中保持不变。其次，是被誉为历史上最著名的方程：

　　m是运动质量，mo是静止质量，v是物体运动速度，C是光速。即物体的总能量与质量成比例，比值为光速的平方。倘若考虑这个方程，任何一个物体在加速运动中其质量便会增大，在速度趋至于光速时，质量会增加到无穷大，这是不可能的，因此，在经典物理学中，物质无法超光速。

　　在狭义相对论中还有另一个无法超越光速的论证，即是我们所知的洛伦兹变换。这是一组方程，其推论最简单的我们可以举例质速关系：物体在静止时和运动时的质量是不相同的，我们将其不同的质量分别称为静止质量和运动质量，两者之间相差一个洛伦兹因子。在换算的过程中，如果物体的运动速度大于了光速，分母就会成为虚数。

量子纠缠

　　这两个推论无疑是光速不可超的重要依据。并且，在托卡马克装置中也从未发现超光速的粒子。自然而然，超光速在物理上是禁区，虽然有人曾经提出过相关猜测，例如照射到月球上的影子在晃动时超了光速，量子纠缠态等等，然而遗憾的是，很多看似可行的超光速现象是无法传递信息的，在物理学上这些猜测后来都被一一否决了。

　　但是在天文观测上，有些实验却大大出乎我们的意料。1987年，科学家在天文观测中无意中发现，SN1987A超新星爆发时，同时射出大量光子和中微子。在观测中，科学家检测到发射过来的中微子比光子早到了3个多小时，这件事在当时并没有引起多大关注，然而后来被人提及后逐渐地被陆续引证。

还有一个例子是大约自1972年开始，天文学家陆续观测到某些类星体如3c120、3c273、3c345等类星体，其自身膨胀速度竟然超过了光速！以3c120为例，它在2年的时间里角直径大了0.001，可以推算出这个类星体的膨胀速度是光速的4倍！后来，研究人员陆陆续续又发现了许多类型现象的类星体，光是3c273的膨胀速度就是一年9.04光年，这是光速的9倍！

　　那么超过光速，真的可能吗？

　　在理论物理中，有一种被称作光锥的东西。正如一颗石头投入水中逐渐散开波纹，我们可以考虑一束自然光，其光波在散开时其波阵面的变化排列在一起时，我们在图中可以画出一个锥子样的图案，它代表某段时间中的事件集合。在光锥中的点(事件)可以相互联系，它们是低于光速的。然而，倘若要和光锥外的事件产生联系，在相对论中这是不可能的，因为这意味着物质比光的散开还要快，即超光速。

巨大光锥中的我们示意图

　　那么，宇宙中可能存在超光速粒子吗？有科学家猜测引力子是一种超光速粒子，然而实际上引力的传递速度是光速。

　　实际在物理学上，曾经有人猜测存在一种超光速粒子，它所具有虚数的质量。在洛伦兹变换中，假设给予一个粒子超光速的情况，其质量将会出现虚数，逆着思路想过来，科学家猜测倘若就存在一种粒子它本身就具有虚数质量，那么这种粒子将会本身以超光速行驶。在标准模型中，这种粒子被称作快子，它被假设成为一种亚原子粒子，即比原子略微小一些的粒子，其能量在消耗的时候快子的速度反而会无限增加。有科学家怀疑，物理学中的中微子或许就是这样一种快子，因为它所有的很多效应和快子很相似，并且有多次与超光速的试验与其有关。

　　快子倘若存在，理论上它也会符合物理规律，但是至今实验中没有发现过这种粒子。并且，质量为虚数的粒子要给予一个物理解释，也并非易事。那么，究竟有什么方法才能使粒子达到超光速的现象？我们可以考虑一个名叫做十维空间的理论，它出自超弦理论，描述的是一个由能量弦构成的宇宙。在弦理论中，任何粒子都是由一种能量弦(简称弦)构成，类似小提琴上的弦，它也会产生波动或振荡，其波动时就产生了各种各样的粒子。弦有一维长度，具有开闭两种状态。而倘若考虑这个理论，宇宙将不再是四维的，而是复杂的十维空间。

　　给定一个假设，在一个球上面，存在一个二维人。倘若球上有两个点，二维人要走到这两个点，需要走过一段弧度才能到达;然而如果考虑三维进去，就只要一条三维空间的直线方可到达，在其中缩短了许多路程。同理，假使存在一个额外维度，例如上面我们所说的十维空间，那么就应该会出现这种“距离缩短”的现象，从而，粒子在运动过程中穿越额外维度时可能会产生“超光速”现象。然而，如果我们人要到达这种程度，现在在理论上不可能实现，因为额外维度在弦论中是被卷曲在几亿万分之一立方英尺的小空间中，我们只能考虑一些微小的粒子进出其中。所以至今为止，关于超光速，我们还没有能力在实验和理论中办到，但是，这并不意味着人类对超光速的探索会停止。

光速是不能被超越的：

光速是不可能被超越的 这是大多数世界人民包括权威科学家都深信不移的真理
实际上 相对论和量子力学也是存在局限性的 就像当初人们认为牛顿的经典物理理论已经相当完善 只有 一些小漏洞需要小修小补 但是 正是这些小漏洞 导致了物理界暴风骤雨市的剧变 近代的相对论和量子力学在这些小漏洞的基础上建立了起来 如今 一些革命性的因素已经出现 虽然它们基本上还是在相对论和量子力学这两大理论体系的基础上发展着 但是日积月累 必将在将来的某个时候导致新的物理学革命
这其中的一项就是快子的提出
七十年代前后，射电天文学家却发现，宇宙中有4个致密的河外类星体射电源。河外射电星体有时会抛出一、两对射电星云——射电子源，这似乎是一次猛烈爆炸引起的，它们彼此高速分离，其中大约有半数出现超光速运动，甚至达到光速的5倍至10倍。
这些难以解释的现象有些使科学家们胆怯，生怕被不精确的测量所愚弄。可美国和西德的一些科学家经过十多年的认真观测，积累了足够多的数据，令人信服地证实他们的观测是真实的。这就是说，超光速粒子在茫茫宇宙中是客观存在的
美国哥伦比亚大学范伯格提出一种假设，即认为，在宇宙空间中存在另一个由速度超过光速的粒子（称之为“快子”）组成的宇宙，在由这种由“快子”组成的宇宙空间中，一个能量为零的粒子是以无穷大速度运动的，而且若它们获得的能量越多，反而运动速度越慢，直到获得无穷大能量后，速度才减慢到光速。这正好与我们这个宇宙中的情况相反：在我们这个宇宙中，一个静止物质能量最小，当它获得能量后，就开始运动，而且获得能量越多，运动速度就越快，直到获得无穷大的能量后，物体速度也达到极限，即光速。
最近Optics Communications上发表了一篇论文（DOI: 10.1016/j.optcom.2010.12.027），给出了一个快子存在的实例：证明了某类电磁波在真空中的能流速度可以超过c. 这个例子里并不存在什么虚质量、负能量、时间倒流、因果性破坏之类耸人听闻的东西。超光速是个普通的自然现象，不值得大惊小怪。

光速能超越吗？

     学过物理的人，都知道光的传播速度约为每秒300000公里。如果要说得精确，光速每秒为299792.458公里，这是光在真空中的传播速度，这个速度相当于每秒绕地球七圈半。

     光速的测定，无论是在地球上静止测量，还是在宇宙中运动测量，数值都是不变的。也就是说，光速不受光源的影响，也不受观察者运动速度的影响。它是绝对值，这就是光速不变理论。爱因斯坦的相对论告诉我们，光速是最大的速度，任何运动的速度都不可能超过光速。对此，人们也是深信不疑。

     如果在世界上有比光速运动快的物体，爱因斯坦的相对论就不成立了。事实也证明，在地球上，在我们日常生活中，的确找不到有比光速更快的运动物体。问题是，地球上没有，不等于说在茫茫宇宙中也不存在。在基本粒子世界里，会不会有超光速的现象呢？

     物理知识告诉我们，告诉粒子运动的速度是极快的，再高速加速器中，运动速度可以达到每秒20万公里，甚至是25万公里，那么其中会不会出现超光速的粒子呢？

     就在人们对此产生怀疑时，有一个现象被前苏联科学家切伦科夫发现。光在水中传播速度比在真空中慢，而高速粒子在水中的速度却超过光速。切伦科夫发现的这一现象后来被其他科学家所证实。因此，这一现象的发现无疑打开了人类的视野，认为在自然中存在超光速的粒子，取名为“快子”。这样，有的物理学家据此把基本粒子分为三类：慢子，光子和快子。慢子，其速度不超过光速，比光速慢的意思。而光子就是光传播的速度。快子，比光速快的粒子。不过这样的划分，还是一种设想，关键是要找到“快子”。如何去发现，又成了一个谜。

     以上是人类在微观世界中的猜想，何不把目光转向茫茫宇宙呢？

     天文学家在20世纪有一个重大发现，即类星体。这是一种很特别的天体，用天文望远镜接收的这类天体的无线电波，制成相片，看上去有点像恒星，但又不是恒星，所以命名为类星体。对星体进行观察，发现存在超光速现象。开始发现3C120的类星体，它在膨胀，而且速度是光速的4倍。科学家惊奇不已，在遥远的宇宙深处，竟有这种奇异现象。后来还发现有的类星体包括两个射电的子源。两个子源以及高的速度分离。类星体3C345的分离速度是光速的7倍。经过7年的观测，才最后确定一个事实，另一类星体的两个子源分离速度达到光速的10倍。物理学家和天文学家议论纷纷，提出了许多不同见解，有人减息乃因斯坦的相对论是绝对正确的，世界上没有超光速现象，类星体不过是一种假象，称作视超光速膨胀。意思是看起来超光速，实际上不是。而另一种观点认为类星体的分离速度的确是超光速的。

     不论哪种解释，都有不完善之处，希望这一问题能在21世纪得到解决。

骑UFO看外星人

会被超越。。。。。。的光速

孤独的Z时代

如果达到光速，应该会进入4维空间吧，光速是三维空间里最快的。