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  • 1 # 鍾銘聊科學

    首先,光速是最快速度這個說法是有前提的,光速是對資訊、能量和物質來說的,並不是對時空來說的。所以說,在宇宙中的最快速度並不是光速。因為時空理論上是可以超光速的。那有木有發生過呢?

    但是是:有。

    大暴脹

    先說說一開始,宇宙大爆炸之後發生了大暴脹,大暴脹時期空間的膨脹速度遠遠超過光速。在10∧-33時內,瞬間,宇宙經歷了100次2^100加倍。

    加速膨脹的宇宙

    這之後宇宙膨脹的速度是多少呢?1998年,有兩個科學團隊共同發表了他們的觀測資料,他們發現宇宙在正在加速膨脹,而且目前已經超過了光速。(這兩個團隊分為由家索爾皮爾姆特以及布賴恩施密特所領導)

    所以說,其實目前宇宙中就存在著超光速運動的時空,它們並不受到光速的約束。

  • 2 # 時空通訊
    宇宙膨脹超過光速與物質運動不能超過光速是兩碼事,不能一勺燴。

    光速藩籬是愛因斯坦狹義相對論的一個理論,也是一個原則。這個原則包括這麼幾層意思:1、宇宙中光速是最快的,凡有靜止質量的物質都無法達到光速,一個質子也不行;2、光速在真空中是恆定的,每秒約30萬公里,是不變的;3、光速不可超越,光速與任何速度疊加,包括兩束相互射過來的光疊加,其速度還是光速,適用洛倫茲變換公式。

    狹義相對論認為,任何具有靜止質量的物體達到光速,其動量都會變得無窮大。無窮大是什麼意思?就是整個宇宙質量也不是無窮的,所以這隻能是一個悖論。無數的實驗和觀測已經證實了這個結論。

    所以說這個世界上沒有物質執行速度能夠達到光速,更不能超過光速。現在與光速可能持平的運動現象有引力波和中微子,它們都沒有靜止質量。為什麼說可能呢?因為對於中微子速度的測量還沒有一個精準的資料,有可能是接近光速而非達到光速。

    人類發現得超光速的現象有量子糾纏和宇宙時空的膨脹。

    量子糾纏的實質是當幾個粒子相互彼此作用後,每個粒子的特性中已經含有整體性質,它們不管分開多遠,這種性質都是保留的,這就叫糾纏態。根據這種狀態,觀察這個粒子狀態,就知道遠方另一個粒子的狀態,這就是所謂的超光速。其實這種超光速並非資訊的傳遞,更像是早就設定好了的,就像把一雙手套分開,這邊放了一隻左手手套,另一邊只能是右手手套了,因此與光速限制原則無關。

    那麼為什麼宇宙膨脹又會超過光速,而且不受光速藩籬限制呢?這是因為宇宙膨脹是時空本身的膨脹,也就是裝我們這些物質的袋子或者背景在膨脹,我們已知的所有物質都是在這個時空裡活動的,物質運動本身不能超過光速,並不能夠限制這個裝著物質的袋子膨脹。

    當然袋子的描述並不一定與宇宙實際狀態相符,一些科學家更樂意把宇宙比喻為一張巨大的膜,就像氣球,這些星系和恆星就粘在這張膜上,或者說在氣球的表面,隨著膜的擴充套件,這些星系就會跟隨著相互分開遠離。

    宇宙膨脹超過光速是指整體的膨脹,而不是指星系之間相互離開的速度。距離最近的星系實際上相互離開的速度並不快,歐州航天局2013年用普朗克衛星精密測量的哈伯常數為67.80±0.77(km/s)/Mpc,就是說在太空中距離我們百萬秒差距的星系每秒鐘離開我們的速度為67.8公里,正負誤差0.77公里。秒差距是天文距離單位,1個秒差距約3.26光年。

    宇宙膨脹速度是各項同性、與距離嚴格成正比例加速的,因此不管從那個方向看,同等距離的星系離開我們的速度都是一樣的。

    距離我們326萬光年處的速度為每秒67.8公里,那麼距離我們1光年距離的膨脹速度就只有0.02米/每秒。宇宙半徑有465億光年,最遠處的星系遠離速度就是96.7萬公里每秒,就是光速的3倍多了。

    就像是一個氣球,在氣球上的兩個靠近的小點分開了1釐米,但整個氣球直徑就遠遠擴張了不止1釐米了。

    這些星系都是粘在時空這張膜上跟著膨脹的,它們自己並沒有運動,因此並不能說是這些星系運動超過了光速,所以就不受光速限制了。

    而星系本身的運動是受引力相互影響制約的,與宇宙膨脹並不一致,所以附近的星系有可能會由於引力作用不但不分開,還會不斷靠攏。

    比如我們銀河系和仙女座星系,就正在以每小時約300公里的相對速度靠近,大約在30億年以後會發生碰撞,合併成一個橢圓星系。但總體上,它們都在時空膨脹這張大膜上,不斷與其他星系拉開距離。

    這就是宇宙膨脹與光速運動的關係,它們是兩條道上跑的車,各走各的路。

    人類經歷了幾百年的觀測和驗證,現在又有了大型加速器的驗證,迄今為止,沒有發現有物質運動有達到光速的情況,因此愛因斯坦狹義相對論的光速理論是正確的。

  • 3 # 能量平衡德行天下

    光速是不是自然界最快的速度我們人類還不知道,不過根據速度無極限原理,光速應該不是最快的速度。但是以我們人類現在的知識水平還沒有發現超過光速的速度。所以可以暫時認定光速是最快的速度。

  • 4 # FatSand

    在不傳播資訊的前提下,光速是速度的上限。有一些物理現象是可以超光速的,但並沒有違反相對論原則,比如什麼波的相速度之類的。

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