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1 # 三隻眼觀天下
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2 # 萬惡之源vanall
宇宙沒你想象的那麼單一!
是多層!多面!
地球的知識只算原始基礎
不信
那就看看多層宇宙
長得像劉德華的很多人吧
為什麼
只有劉德華
往上揣摩
我也就普通水平
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3 # shawn25
塊子問題遠遠超出目前我們對物理的認識,到底是否存在,目前來說根本無法確定。
但我們可以肯定的是,目前物理學的主要兩大支柱量子力學和相對論,都不禁止快子的存在。甚至包過目前還沒有得到物理學界承認的超弦理論,都預言了快子的存在。
尤其是狹義相對論,雖然愛因斯坦並沒有談論過快子問題,但是相對論的數學其實暗含快子的存在的可能性。
為什麼呢,如果熟知狹義相對論的朋友,一定知道相對論質量:
也就是說,當一個粒子的靜止時的質量為 M0,當粒子以速度為v相對我們運動時,這個粒子的質量將變為m
那麼,當v < c(光速)時,公式分母為小數,也就意味著質量變大了。並且,物體運動速度越快,質量越大。
當v = c時,公式為0,我們知道分母為0,這個數字將變成無窮大。這也就是為什麼我們無法把一個物體加速到光速,因為質量將變得無限大。
注意一點,如果粒子的靜止質量為0,比如光子,那麼相對論質量 m = 0/0 數學上管這個叫做不定式,也就是說這時候的m質量不確定,可能等於任何值。我們今天測量,運動的光子確實是有質量的。
那麼,如果粒子的速度 v > 0呢?也就是我們說的超光速。
我們可以計算一下,假設粒子以√2倍光速運動,即v = √2c,那麼帶入公示,分母為√-1, 讀過高中的應該學過,-1的開方為 i, 所以,當物體以√2倍光速運動時,期質量為m0/i 。
也就是說,我們得到了一個虛數質量。虛數質量到底代表了什麼?我們先不去換他。
大家知道,按照相對論,任何具有實數質量的物體,都是不可能達到光速的,這個理論也完美的符合任何實驗。
但是,我們同時還觀察到,宇宙中確實存在這樣的粒子,比如光子,膠子,本身的質量為0,但是一誕生就立刻以光速運動。
那麼我們可以假設有這樣一種粒子,本身靜止的質量為虛數,一誕生就以超光速運動。這個就是所謂的"快子"。
我們甚至可以透過相對論來預測快子的性質。比如根據相對論能量公式:
對於快子來說,因為v > c, 所以分母為虛數,而因為快子具有虛質量,所以相互約化,得到了實數能量E. 也就是說,快子和我們具有同樣的能量。
其次,從公式可以看出,速度越快,能量越小,而速度越小能量越大。
也就是說,快子越加速越慢,並且快子永遠無法慢到光速,因為需要無限大的能量才能將快子減速到光速。
並且,我們還可以根據相對論電動力學,來預言更多快子的性質,比如契倫可夫輻射。目前契倫可夫輻射作為尋找快子的重要理論基礎。
此圖為快子契倫可夫輻射示意圖,篇幅有限,這裡就不詳細介紹了。
當然,如果事情這麼簡單就好了,雖然我麼剛才在理論是預言了快子存在,但是把快子引入我們現在的物理框架卻出現了一系列問題。快子就想一個奇怪的幽靈,我們可以用現在的理論計算出來,但是反過來再把計算出來的結果帶入現在的理論中,卻產生了很多矛盾。
比如,最著名的就是快子電話問題。
假設我們現在有 A 和B兩個參考系,相對靜止。並且位於A和B的人均具有快子通訊的能力,在某一時刻A用快子電話給B傳送了一條訊息,那麼當B在t時刻收到這個訊息時,立刻給A回訊息。透過狹義相對論可以證明,在一定條件下,A收到B訊息的時間將小於t.
也就說,在B還沒有接到A傳送的訊息之前,A就已經接受到了B的回信。
這是相當令人困惑的結論,那麼想象一個完全由快子構成的世界,在你還沒有做某事之前,就已經得到了某件事的結果。這種反因果律的是和我們的物理體系相互矛盾的。 比如狹義相對論的基礎假設之一就是,"相對性原理",也就是說,任何慣性系物理定律相同。既然我們的物理定律是先因後果,那麼由相對論推出來的快子世界也應該先因後果,但是實際上卻相反。這就是矛盾之處。
當然,快子純粹是假說,並不代表他一定存在,目前也根本沒有人發現過快子。
當然,針對快子假說,有很多不同的看法。
1 一些科學家認為,因為因果律矛盾,快子根本不可能存在。
2 虛質量究竟代表什麼,沒有人能說清楚,也從來沒發現過虛質量。
3 可以假定,虛質量和我們目前所處的世界完全不同,所以我們和快子根本無法交換資訊,所以也就不存在快子電話問題,從而使得快子的存在和理論並不衝突。
不管怎麼樣,目前有兩點是可以肯定的,
第一 並沒有任何實驗觀測到到過快子。
第二 目前我們能觀測到的任何物質,都不可能超光速。
即使有一天我們真的觀測到了快子,也不代表我們可以超光速,因為快子必然是有一種具有虛質量的物質構成。虛質量和實質量能否發生相互作用?這些都是未知數。
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4 # 圖靈格
題主你好。有可能。
相對論框架下無法將粒子加速至超過光速我們都知道,在相對論的框架下,無法把一個低於光速運動的粒子加速到超過光速。
這是相對論的基本假設。
相對論允許速度本身就超過光速的粒子但是,相對論卻並不排斥運動速度天然就超過光速的粒子。如果一個粒子的速度本身就超過光速,那麼這樣的粒子便可以在相對論中存在,沒有什麼矛盾。
這類粒子叫做快子,它們無法減速到光速以下
宇宙大爆漲產生快子人們自然會問,那快子是如何產生的呢?宇宙大爆炸早期,宇宙經歷了快速暴漲的階段。在那個階段,宇宙的空間拉伸極其的快,各種粒子丟失自己的運動能量,用於支援空間的拓展(也就是說,宇宙的膨脹意味著粒子動能的減少)。
但是若初期就有粒子速度大於光速,那麼粒子就不會被減速至光速以下。
快子無法觀測快子與一般物質(相應稱為慢子(tardyon))的相互作用可能不明顯,所以即使其存在也不一定能偵測得到。在狹義相對論中,快子具有類空的四維動量和虛的原時,並被限定在能量-動量圖中的類空區間部分。
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5 # stemmer
光速不可超不可疊加的背後有玄機。
相對論中,有個前題一一光速不變原理。想真懂相對論,只有兩條路。
一條路,只管計算,不要問光速何以不變。反正不按相對光中的光速不變去修正計算,其實驗結果就會與計算不符,典型的例子就是水星近日點進動,普通的例子就是航空航天、衛星對時必須考慮相對論效應。有許許多多的科學家在走這條路,他們越計算,越加相信相對論。只是除了狄拉克,他們並不真懂相對論,他們一說到光速不變,關於時間問題、相對論效應,就立馬露了馬腳。狄拉克方程是相對論下的方程,從沒看到狄拉克對相對論理解的錯誤,狄拉克真懂相對論。楊振寧先生自說不懂相對論,但他師從錢德拉塞卡,還搞出了許多諾獎級的理論,應該至少半懂才是。
另一條路,儘量去弄明白,光速何以不變。基本明白了光速何以不變,才有弄懂相對論的基礎,才會堅定地相信相對論。愛因斯坦真懂相對論,但沒說光速何以不變,愛丁頓算是明白些了光速何以不變,在世人都用懷疑的眼光看待相對論時,愛丁頓卻在大力推廣相對論,也應是算真懂的一個。
早有人評價,真懂相對論的,只有三個半人。用愛丁頓的話問,還有誰真懂相對論?多少年過去了,真的一個都沒發現。
看到這裡,有人,想必有許多人就想噴了,先等等,看完本文再噴。
光速不變一一光沒有加速度。有人會說了,相對論中,光速在真空中不變,光都在真空,哪來的真空?別急,光速不變,光瞬時速度到哪都不變。有誰發現過光在介質中加減速?光在均勻介質中光速一直不變。所有介質對光不存在加減速,有的只是介質會滯留光,光只是常在介質中作客,停停走走,被延遲了而己。
光速不變一一光速在慣性系中不變。又有人說了,宇宙中哪有慣性系?沒有慣性系,咋知道光速變不變?還是別急,邁克爾遜一莫雷實驗是在慣性性做的嗎?所有的光速測量實驗是在慣性系做的嗎?光在非慣性系中,光瞬時速度不變。也就是說,無論何時何地,何種加速度,觀測到的光瞬時速度都一樣。
光速不可疊加一一光速在慣性系中不可疊加。還是有人會說了,不存在慣性系。真的不要急,相對論中的慣性系是指的相對靜止。相對靜止的,在不同的兩地,光速一致,本身疊加不了。
光速不可疊加一一光速在非慣性系中不可疊加。知道相對論的地球人都應知道,光速與光源運動無關,與觀察者運動無關,光源、觀察者運動速度都疊加不上光速。光速不可疊加,還有一層意思,多數人誤會太深,其實不同參照系下,不同點下疊加出來的速度,只是光運動相對速度,不用服從諾侖茲變換,兩束光反向離開同一觀測者,兩束光的相對速度就是兩倍光束。宇宙膨脹速度超光速,就是這麼來的。
光速不變一一其他在變,波長頻率都在變。看不到這點的,打住,先別噴,想通了再噴不遲。
光速不變一一效應傳遞最快只能光速。物質、能量加速需要效應傳遞,達到光速,不談質增效應,也不能再加速了。
光速不變一一光瞬時速度天生就只一個速度。誰能給光瞬時速度加減速,誰就不是宇宙中的。
總之,看了明白點的,就知道本文無快子。
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6 # 譚宏21
超光速粒子存在與否,人們一直確定不了。目前,有個團隊說測到了中微子超光速,超了一點點。據我看來,這八成又是騙諾獎的幹活!
目前主要是物理理論體系不完善,對物質的相互作用規律,物質的基本組成形式,電荷的起源,力的起源,宇宙的起源等根本問題都沒搞清楚,因此,不好預測超光速粒子存在。
這裡雖然有了量子力學、廣義相對論和規範場理論,但人們仍然不能十分確定物質粒子是由規範場理論分類的;仍然不能確定引力形式是時空曲率張量變換和運算的結果,電磁力也是電磁場張量變換和運算的結果;關鍵還是這四大力還沒能納入到一個張量體系下。目前,人們對實踐的各種現象和結果,仍然還沒歸納出一個統一理論,讓人類站到一個更深入、堅實的基礎上。現在人們在超光速粒子上基本上就是在“摸象”。
我在此也“摸一把”。物質粒子分兩大類:費米子和玻色子。實際上費米子應該認為是有靜止質量的實物粒子,其主要表現為粒子性;而玻色子應該認為是無靜止質量的能量形式,其主要表現為波動性。
目前,只有玻色子永遠在光速上執行,而費米子由於受到時空的“摩擦”,其速度不定,目前已知其速度上限只能逼近光速。“時空摩擦”就是費米子運動產生了力。費米子運動受到“時空阻礙”,正如費米子在“時空稠粥”中運動。而玻色子卻不受“時空阻礙”。
時空中相對“自由”的就是玻色子,即物質的能量形式,但是,它的運動只能是波動形式的。物質的相互作用資訊就是由玻色子傳遞的,具體說,只是物質粒子的狀態機率資訊由玻色子傳遞。時空曲率資訊形成引力波傳遞,其上的能量形式目前不可知。而溫度資訊形成溫度場傳遞,其上的能量形式就是熱量,即實物粒子的動能,有靜質量粒子的運動形成的能量。
玻色子既不超光速,也不低光速,只以光速運動。這應該就是時空本身的“傳遞速度”,是時空的一個拓撲本性。超光速只能讓“相互作用傳遞”超光速,形成類似孤子,或馬約拉納,或外爾費米子等“形式粒子”。我們可以透過構造中子星以上密度的物質,讓其傳遞敲擊力,而達到超光速目的,即力的傳遞可能實現超光速。這時,就有所謂的“形式的快子”出現。
回覆列表
沒有,光是宇宙中最快的2種原始速度之一,只要在它的能力範圍內都是瞬間到達。之所以我們感到光速是有間距的,那是因為人眼睛的結構和人類輔助工具的侷限性再加光距超出能力範圍造成的。