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為什麼沒有超過光速的物體存在?
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  • 1 # 科學之美

    解答:宇宙中最快的資訊傳遞速度是光速。

    光速是指光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度。真空中的光速是目前所發現的自然界物體運動的最大速度。它與觀測者相對於光源的運動速度無關,即相對於光源靜止和運動的慣性系中測到的光速是相同的。物體的質量將隨著速度的增大而增大,當物體的速度接近光速時,它的質量將趨於無窮大,所以有質量的物體達到光速是不可能的。只有靜止質量為零的光子,才始終以光速運動著。光速與任何速度疊加,得到的仍然是光速。速度的合成不遵從經典力學的法則,而遵從相對論的速度合成法則。

    真空中光速最快並不是“觀測到沒有更快的,所以它最快”,而是透過數學推導和實驗得出的可靠知識。

    研究表明,無論資訊傳輸得多快,其傳輸速度都不能超過光速。從而也提示愛因斯坦的速度極限理論無懈可擊。

    量子糾纏技術是安全的傳輸資訊的加密技術,與超光速無關。儘管知道這些粒子之間“交流”的速度是光速的幾千倍,但我們卻無法利用這種聯絡以如此快的速度控制和傳遞資訊。因此愛因斯坦提出的規則,也即任何事物移動的速度都無法超過光速,仍然成立。

    “資訊”指的是能作用於一個物體或系統的任何訊號,例如,一束光脈衝能開啟一臺儀器裝置。研究人員提出,即使脈衝光束中最前沿的一些光子的速度超過光速,也只有在光束的多數光子團到達後,脈衝才會發生作用。這就是說,前沿超光速光子不能傳達任何資訊。不能傳遞資訊的超光速是沒有意義的,比如空間膨脹雖然超光速但無法傳遞資訊。

    科學界有一種說法,認為光速不僅僅是物理規律,而是數學規律,比如圓周率為什麼等於π?因為宇宙誕生的時候就等於這個數值,是第一屬性,所以不必問為什麼光速等於這個數值。光速就和圓周率一樣,是數學屬性。

    中山大學天文與空間科學研究院院長李淼闡明瞭量子通訊無法超光速,大意是量子通訊技術僅為資訊加密,與資訊瞬時通訊無關。這段話在《三體中的物理學》中的第80頁。有興趣的朋友可以買一本書看看。

    處於糾纏態的粒子間並沒有傳遞任何資訊,而是處於一種奇怪的對應狀態,且只有當我們對它進行“被動”“詢問”時,這種對應關係才會顯現。假如我們強迫其中一個粒子呈現某種狀態,那麼它們之間的“糾纏關係”就會中止。在實際應用中,通訊需要傳輸資訊。載入特定的資訊,就意味著要把人的“意志”“主動”強加給其中一個,即意味著“糾纏關係”被中止,無論你在地球上獲得什麼樣的結果,都和光年以外的那個粒子無關了。我們只有透過測量一對處於“糾纏態”,且整體狀態已知的粒子中的一個,才能夠在瞬間獲知另一個的狀態;而沒有辦法把資訊人為地載入給其中一個,併發送給另一個。所以從這個意義上來說,超光速通訊是不存在的。(文/博科園-百度天文總會)

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