超光速现象(超光速现象是什么意思)

中国机械与配件网3180

这篇文章给大家聊聊关于超光速现象,以及超光速现象是什么意思对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站哦。

当速度超过光速时会发生什么现象

超光速现象(超光速现象是什么意思)

首先的说明就我们现在的科学所知,超过真空中的光速是不可能的。当给一个物体施加能量使其加速时,随着速度越快,所需能量也越大,其中一部分能量变为物体的质量增加,当速度接近光速时速度的变化率减小而质量变化率加大,要到达光速所需能量会变为无穷大,不可能做到。

但现实中确实有超过光速的例子,不过不是在真空中,当光在其他介质中速度会降低,此时提供了超越光速的可能性,此时超过光速的粒子会划出一道短暂明亮的蓝光,而普加切夫计数器就是用来测量这种粒子的。

对于真空中的光速,由于物体运动在接近真空中光速时会出现时间和长度上的缩短。虽然此时科学无法解释,但我们通常会做出推断,当到达光速时的时间会停止,此时以光速运动中的观测者的时间是静止的,它可以接收到我们的信息却无法像我们发送任何的信息,所以他对我们就如同消失一般。当超过光速会追赶上以光速传递的以前的信息,对于他来说就是看到了过去,但无法参与。

根据相对论公式超光速物体此时时间及长度为虚数等于说是不在我们的时空了,所以不应用我们的科学体系来解释。

超光速现象是什么意思

传统物理学认为,任何有质量的物体的运动速度不会大于光速,而超光速现象并不违反狭义相对论的基本原则,也不违背因果律,即事件的原因发生在其结果之前。这种现象并不能用于超光速传递信息或超光速旅行。根据中国旅美科学家王力军的实验,即在人工特制的透明介质中,光波群速度可以远远超过真空中的光速,这是自然界见不到的现象。实验采用的是一种新方法。用激光将通常为16种量子状态下的铯原子置于仅一种量子状态之下,组建了一个长6厘米的铯原子气室。在气室入口和出口分别放置了探测器,然后将一束持续时间3.7微秒的激光脉冲射向气室。观察到在气室出口的探测器相比于真空状态下提前62纳秒测到了同样形状的光脉冲。这表明,强烈的反常色散使得脉冲顶在进入气室之前就已离开了气室。光脉冲在铯原子气体中的群速度为光速的310倍,脉冲能量及波形在介质传播中无较大改变。

总的来说,超光速现象就是在人工特制的透明介质中,光波群速度可以远远超过真空中的光速,这是自然界见不到的现象。

宇宙中存在超光速现象吗

地球赤道周长4万公里,真空光速为每秒三十万公里,因此光子每秒能绕地球七圈半。

太阳系是个直径两光年的球形区域,从地球出发不论从哪个方向飞,都需要至少飞一光年,才能离开太阳系。

一光年,对旅行者一号来说,需要3万年才能飞完。

尽管在光子的“感知”里,自己不需要时间,就能到达宇宙任何地方,但在低速运动状态下的人类看来,一光年的距离,就意味着连光都需要一年时间才能跑完。

而且一年之后

离开的不过是半径一光年的太阳,可进入到的,却是半径465亿光年的可观测宇宙,以及可能连半径都没有的,“全宇宙”。

由此可以看出,光速之于宇宙,好似蚂蚁之于地球,如果再考虑到地球恒定,而宇宙膨胀的话,光速连蚂蚁都不如……

但好在宇宙中还是存在超光速的

目前,真正被大众熟知的,且被科学界承认的超光速,一共有两个,它们分别是量子纠缠超光速,和宇宙膨胀超光速。

但这两个超光速,都不传递信息,因此既没有违反相对论,也没有打破因果律。

只不过,“超光速违反相对论”这一说法,其实有点冤枉这个百年前的理论。

因为在狭义相对论之后,诞生的广义相对论中,时空结构是,可以被质量“肆意蹂虐”的。因此光线在经过太阳周围时,才会被弯曲。

大质量恒星晚年的核心区,也才会因为质量过大,而变成黑洞。

1930年,爱因斯坦和同为物理学家的罗森,构想了一种,时空扭曲到极致后的产物,“爱因斯坦-罗森桥”

这个后来被称为“虫洞”的东西,可以连接宇宙中,任意两个时空坐标,从而实现坐标之间的“快速抵达”,且理论上来说,只要时空足够扭曲,那么虫洞还可以让人类,在一瞬间从地球到达,254万光年外的仙女座星系。

最重要的是,整个过程完全是利用了,时空本身的特性,没有任何违反相对论的地方。

那么虫洞是怎么产生的?

人类又该如何生成虫洞?

目前的理论认为,天然虫洞源于时空漩涡的碰撞,而时空漩涡,就好像滚开水中不断涌现的气泡,天然虫洞则是气泡们短暂“相交”时的产物,但“相交”必然是短暂的。

所以在宇宙接近绝对零度的今天,天然虫洞基本销声匿迹了。

物理学家基普.索恩认为,想要在今天的宇宙中生成稳定虫洞,需要“负能量”来帮忙,它可以帮助虫洞保持稳定,并确保虫洞不会被引力“坍塌”,遗憾的是,尽管“卡西米尔效应”中,有负能量的影子,但物理学界对负能量的研究还很有限,人造虫洞也还停留在科幻阶段。

在今天的航空航天界来看来,物理学界的“虫洞”根本没有任何实际意义,航天科学家们眼下更期盼的,是可控核聚变和霍尔推进器,前者能为飞船提供充沛电能,后者能让飞船直接“用电加速”

如此一来,化学能源+反作用力推进,的低效率将不复存在,人类文明也将迎来真正的“星际大航海时代”

关于超光速现象,超光速现象是什么意思的介绍到此结束,希望对大家有所帮助。