光在真空中的速度是不變的。黑洞中光不可以逃離是因為黑洞導致的空間極度彎曲使光無法逃逸而已。所以垂直射向黑洞的光是不會在黑洞的引力加速下超越光速的，因為引力本身就是空間的彎曲，而光沿著彎曲的空間和平直的空間傳播都不會影響它的速度。就算是震盪的空間，也就是引力波也只是以光速傳播，它並不超越光速，所以它也無法給光提供加速。

一導論

垂直射向黑洞的光會加速？

——這就是超光速？

這是對引力本質和光速不變原理的誤解。理論上講，黑洞的引力（任何天體的引力）是無限遠的，只不過距離越遠引力越小，小到一定程度就可以忽略不計！

黑洞是一個特殊的天體，任何事物一旦到達黑洞的事件視界，就再也出不來了，黑洞強大的引力會把它們無情地吞噬，光也不例外！

引力的本質就是時空彎曲，光之所以逃不出黑洞的引力，是因為黑洞把時空結構拉伸到極致，而光只是沿著被拉伸的時空飛行，所以理所當然地逃不出黑洞的引力範圍。

光速不變原理是普遍存在的，不管在任何條件任何運動狀態任何參照系下都存在的，不受任何條件的影響，是宇宙的一個固定屬性。

不能因為黑洞的引力大就說黑洞會把引力加速，如果是這樣的話，太陽也會把光加速，只不過加速非常有限，因為太陽對光也有引力，甚至你也會把光加速，因為你對光也有引力！

事實上並不是這樣，天體只會讓光發生彎曲，這種彎曲就是時空彎曲的體現，也證明了廣義相對論的正確性。而黑洞只是把光的彎曲做到了極致，讓光在無盡的彎曲時空中光速飛行，甚至形成一個迴路，讓光永遠飛不出黑洞的引力範圍！

二、什麼是黑洞？

1.黑洞演化過程

（1）兩個互相吞噬的黑洞

黑洞就是中心的一個密度無限大、時空曲率無限高、體積無限小，熱量無限大的奇點和周圍一部分空空如也的天區，這個天區範圍之內不可見。依據阿爾伯特-愛因斯坦的相對論，當一顆垂死恆星崩潰，它將聚整合一點，這裡將成為黑洞，吞噬鄰近宇宙區域的所有光線和任何物質。

黑洞的產生過程類似於中子星的產生過程：某一個恆星在準備滅亡，核心在自身重力的作用下迅速地收縮，塌陷，發生強力爆炸。當核心中所有的物質都變成中子時收縮過程立即停止，被壓縮成一個密實的星體，同時也壓縮了內部的空間和時間。但在黑洞情況下，由於恆星核心的質量大到使收縮過程無休止地進行下去，連中子間的排斥力也無法阻擋。中子本身在擠壓引力自身的吸引下被碾為粉末，剩下來的是一個密度高到難以想象的物質。由於高質量而產生的引力，使得任何靠近它的物體都會被它吸進去。

也可以簡單理解為：通常恆星最初只含氫元素，恆星內部的氫原子核時刻相互碰撞，發生聚變。由於恆星質量很大，聚變產生的能量與恆星萬有引力抗衡，以維持恆星結構的穩定。由於氫原子核的聚變產生新的元素——氦元素，接著，氦原子也參與聚變，改變結構，生成鋰元素。如此類推，按照元素週期表的順序，會依次有鈹元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成，直至鐵元素生成，該恆星便會坍塌。這是由於鐵元素相當穩定，參與聚變時釋放的能量小於所需能量，因而聚變停止，而鐵元素存在於恆星內部，導致恆星內部不具有足夠的能量與質量巨大的恆星的萬有引力抗衡，從而引發恆星坍塌，最終形成黑洞。

說它“黑”，是因為它產生的引力使得它周圍的光都無法逃逸。跟中子星一樣，黑洞也是由質量大於太陽質量好幾十甚至幾百倍以上的恆星演化而來的。

當一顆恆星衰老時，它的熱核反應已經耗盡了中心的燃料，由中心產生的能量已經不多了。這樣，它再也沒有足夠的力量來承擔起外殼巨大的重量。所以在外殼的重壓之下，核心開始坍縮，物質將不可阻擋地向著中心點進軍，直到最後形成體積接近無限小、密度幾乎無限大的星體。而當它的半徑一旦收縮到一定程度（一定小於史瓦西半徑），質量導致的時空扭曲就使得即使光也無法向外射出——“黑洞”就誕生了。

（2）吸積

黑洞通常是因為它們聚攏周圍的氣體產生輻射而被發現的，這一過程被稱為吸積。高溫氣體輻射熱能的效率會嚴重影響吸積流的幾何與動力學特性。已觀測到了輻射效率較高的薄盤以及輻射效率較低的厚盤。當吸積氣體接近中央黑洞時，它們產生的輻射對黑洞的自轉以是中央延展物質系統的流動。吸積是天體物理中最普遍的過程之一，而且也正是因為吸積才形成了我們周圍許多常見的結構。在宇宙早期，當氣體朝由暗物質造成的引力勢阱中心流動時形成了星系。即使到了今天，恆星依然是由氣體雲在其自身引力作用下坍縮碎裂，進而透過吸積周圍氣體而形成的。行星（包括地球）也是在新形成的恆星周圍透過氣體和岩石的聚集而形成的。當中央天體是一個黑洞時，吸積就會展現出它最為壯觀的一面。黑洞除了吸積物質之外，還透過霍金蒸發過程向外輻射粒子。

黑洞拉伸，撕裂併吞噬恆星

（3）蒸發

由於黑洞的密度極大，根據公式我們可以知道密度=質量/體積，為了讓黑洞密度無限大，而黑洞的質量不變，那就說明黑洞的體積要無限小，這樣才能成為黑洞。黑洞是由一些恆星“滅亡”後所形成的死星，它的質量極大，體積極小。但黑洞也有滅亡的那天，按照霍金的理論，在量子物理中，有一種名為“隧道效應”的現象，即一個粒子的場強分佈雖然儘可能讓能量低的地方較強，但即使在能量相當高的地方，場強仍會有分佈，對於黑洞的邊界來說，這就是一堵能量相當高的勢壘，但是粒子仍有可能出去。

霍金還證明，每個黑洞都有一定的溫度，而且溫度的高低與黑洞的質量成反比例。也就是說，大黑洞溫度低，蒸發也微弱；小黑洞的溫度高蒸發也強烈，類似劇烈的爆發。相當於一個太陽質量的黑洞，大約要1x10^66年才能蒸發殆盡；相當於一顆小行星質量的黑洞會在1x10-21秒內蒸發得乾乾淨淨。

（4）毀滅

黑洞會發出耀眼的光芒，體積會縮小，甚至會爆炸，會噴射物體，發出耀眼的光芒。當英國物理學家斯蒂芬·威廉·霍金於1974年做此預言時，整個科學界為之震動。

霍金的理論是受靈感支配的思維的飛躍，他結合了廣義相對論和量子理論，他發現黑洞周圍的引力場釋放出能量，同時消耗黑洞的能量和質量。

（5）恆星被黑洞吞噬

假設一對粒子會在任何時刻、任何地點被創生，被創生的粒子就是正粒子與反粒子，而如果這一創生過程發生在黑洞附近的話就會有兩種情況發生：兩粒子湮滅、一個粒子被吸入黑洞。

“一個粒子被吸入黑洞”這一情況：在黑洞附近創生的一對粒子其中一個反粒子會被吸入黑洞，而正粒子會逃逸，由於能量不能憑空創生，我們設反粒子攜帶負能量，正粒子攜帶正能量，而反粒子的所有運動過程可以視為是一個正粒子的為之相反的運動過程，如一個反粒子被吸入黑洞可視為一個正粒子從黑洞逃逸。

這一情況就是一個攜帶著從黑洞裡來的正能量的粒子逃逸了，即黑洞的總能量少了，而愛因斯坦的質能方程E=mc2表明，能量的損失會導致質量的損失。

當黑洞的質量越來越小時，它的溫度會越來越高。這樣，當黑洞損失質量時，它的溫度和發射率增加，因而它的質量損失得更快。這種“霍金輻射”對大多數黑洞來說可以忽略不計，因為大黑洞輻射的比較慢，而小黑洞則以極高的速度輻射能量，直到黑洞的爆炸。

2.表現形式

據英國媒體報道，一項新的理論指出黑洞的死亡方式可能是以轉變為白洞的方式進行的。理論上來說，白洞在行為上恰好是黑洞的反面——黑洞不斷吞噬物質，而白洞則不斷向外噴射物質。 這一發現最早是由英國某雜誌網站報道的，其理論依據是晦澀的量子引力理論。[8]

（1）引力強大的黑洞。

恆星的時空扭曲改變了光線的路徑，使之和原先沒有恆星情況下的路徑不一樣。光在恆星表面附近稍微向內偏折，在日食時觀察遠處恆星發出的光線，可以看到這種偏折現象。當該恆星向內坍塌時，其質量導致的時空扭曲變得很強，光線向內偏折得也更強，從而使得光子從恆星逃逸變得更為困難。對於在遠處的觀察者而言，光線變得更黯淡更紅。

最後，當這恆星收縮到某一臨界半徑（史瓦西半徑）時，其質量導致時空扭曲變得如此之強，使得光向內偏折得也如此之強，以至於光也逃逸不出去 。這樣，如果光都逃逸不出來，其他東西更不可能逃逸，都會被拉回去。也就是說，存在一個事件的集合或時空區域，光或任何東西都不可能從該區域逃逸而到達遠處的觀察者，這樣的區域稱作黑洞。將其邊界稱作事件視界，它和剛好不能從黑洞逃逸的光線的軌跡相重合。

與別的天體相比，黑洞十分特殊。人們無法直接觀察到它，科學家也只能對它內部結構提出各種猜想。而使得黑洞把自己隱藏起來的的原因即是彎曲的時空。根據廣義相對論，時空會在引力場作用下彎曲。這時候，光雖然仍然沿任意兩點間的最短光程傳播，但相對而言它已彎曲。在經過大密度的天體時，時空會彎曲，光也就偏離了原來的方向。

在地球上，由於引力場作用很小，時空的扭曲是微乎其微的。而在黑洞周圍，時空的這種變形非常大。這樣，即使是被黑洞擋著的恆星發出的光，雖然有一部分會落入黑洞中消失，可另一部分光線會透過彎曲的空間中繞過黑洞而到達地球。觀察到黑洞背面的星空，就像黑洞不存在一樣，這就是黑洞的隱身術。

更有趣的是，有些恆星不僅是朝著地球發出的光能直接到達地球，它朝其它方向發射的光也可能被附近的黑洞的強引力折射而能到達地球。這樣我們不僅能看見這顆恆星的“臉”，還同時看到它的“側面”、甚至“後背”，這是宇宙中的“引力透鏡”效應。

這張紅外波段影象拍攝的是我們所居住銀河系的中心部位，所有銀河系的恆星都圍繞銀心部位可能存在的一個超大質量黑洞公轉。 據美國太空網報道，一項新的研究顯示，宇宙中最大質量的黑洞開始快速成長的時期可能比科學家原先的估計更早，並且仍在加速成長。

一個來自以色列特拉維夫大學的天文學家小組發現，宇宙中最大質量黑洞的首次快速成長期出現在宇宙年齡約為12億年時，而非之前認為的20~40億年。天文學家們估計宇宙的年齡約為138.2億年。

同時，這項研究還發現宇宙中最古老、質量最大的黑洞同樣具有非常快速的成長。有關這一發現的詳細情況發表在《天體物理學報》雜誌上。

如果黑洞足夠大，宇航員會開始覺察到拉著他腳的重力比拉著他頭的重力更強大，這種吸引力拖著他無情地向下落，重力差會迅速加大而將他撕裂（拉伸線），最終他的遺體會被分解而落入黑洞那無限緻密核心。

普金斯基和他的兩個學生艾哈邁德·艾姆哈里、詹姆斯·薩利，加上該校的另一位弦理論學家唐納德·馬洛夫一起，對這一事件進行了重新計算。根據他們的計算，卻呈現出完全不同的另一番場景：量子效應會把事件視界變成沸騰的粒子大漩渦，任何東西掉進去都會撞到一面火焰牆上而被瞬間烤焦。

美國宇航局有關一個超大質量黑洞及其周圍物質盤，炙熱的物質團（一個呈粉紅色，一個呈黃色）每一個的體積都與太陽相當，環繞距離黑洞較近的軌道執行。科學家認為所有大型星系中心都存在超大質量黑洞。黑洞一直在吞噬被稱之為“活躍星系核”的物質。由於被明亮並且溫度極高的下落物質盤環繞，黑洞的質量很難確定。

根據刊登在《自然》雜誌上的一篇研究論文，基於對繞黑洞執行物質旋轉速度的計算結果，37個已知星系中心黑洞的質量實際上低於此前的預計。

三、什麼是超光速？

1.超光速原理

人類並未完全理解和完整闡釋基礎理論機構，尤其是牛頓三定律——運動力學的研究。我們的理解一直沉溺在宏觀上的研究。正確的方向，應該發展的是去完整闡釋，牛頓三定律在微觀上的運動本質根源。但是很多人沒有意識到科學定律和生活中的細節。

我們的研究開始，僅僅是來自一束光——一束透過玻璃的光。然後揭開物質運動和“速度”本質。

光透過玻璃不僅僅有折射和動量守恆的結果，還有速度的變化的過程。而這個過程，就是無意中讓我們窺探到運動“速度”的微觀本質奧秘。外因總是透過內因才能改變事物狀態。我們以此思想為突破物質運動微觀本質的指導。物質運動“速度”的根源，必定有一個內因存在，然後才能讓我們看見宏觀的外在現象——即牛頓三定律可以解釋和看到的現象。

當然，也許或者可能還存在牛頓三定律無法看到的更廣義的“極端”現象。

作為嚴謹的科學研究，我們不可能只拿光透過玻璃這個現象來論證自己的理論。為此我們找了許多年，看了許多基礎實驗的可以查證結果的現象。終於讓我們找到了“正反電子接觸湮滅瞬間變成高能光子”的現象。正反電子湮滅的過程，就是非常明顯的物質粒子內部某種結構破壞和重組產生的現象過程。這也是“內因改變外因”的最有利證據。

因此，我們在一定程度上解釋了物質運動“速度”的奧秘，並在此基礎理論框架的基礎之上，推演出了“物質運動超光速原理“、解釋了極端情況下動量不守恆和太陽日冕百萬度高溫的成因、宇宙奇點大爆炸之前的宇宙、對”宇宙空間“的闡釋和"宇宙膨脹"天體紅移現象、甚至推演出一種極有可行的”時空穿梭“方法。

推薦書目：《星際之門-空間飛行器超光速原理》

2.宇宙膨脹

哈勃定理說：距離為D的星系以HD的速度分離。H是與星系無關的常數，稱為哈勃常數。距離足夠遠的星系可能以超過光速的速度彼此分離，但這是相對於第三觀察者的分離速度。

月亮以超光速旋轉。

當月亮在地平線上的時候，假定我們以每秒半周的速度轉圈兒，因為月亮離我們385,000公里，月亮相對於我們的旋轉速度是每秒121萬公里，大約是光速的四倍多！這聽起來相當荒謬，因為實際上是我們自己在旋轉，卻說是月亮繞著我們轉。但是根據廣義相對論，包括旋轉座標系在內的任何座標系都是可用的，這難道不是月亮以超光速在運動嗎？

問題在於，在廣義相對論中，不同地點的速度是不可以直接比較的。月亮的速度只能與其區域性慣性系中的其他物體相比較。實際上，速度的概念在廣義相對論中沒多大用處，定義什麼是“超光速”在廣義相對論中很困難。在廣義相對論中，甚至“光速不變”都需要解釋。愛因斯坦自己在《相對論：狹義與廣義理論》第76頁說“光速不變”並不是始終正確的。當時間和距離沒有絕對的定義的時候，如何確定速度並不是那麼清楚的。

儘管如此，現代物理學認為廣義相對論中光速仍然是不變的。當距離和時間單位透過光速聯絡起來的時候，光速不變作為一條不言自明的公理而得到定義。在前面所說的例子中，月亮的速度仍然小於光速，因為在任何時刻，它都位於從它當前位置發出的未來光錐之內。

明確超光速的定義。

第一部份列舉的各種似是而非的“超光速”例子表明了定義“超光速”的困難。象影子和光斑的“超光速”不是真正意義的超光速，那麼，什麼是真正意義上的超光速呢？

在相對論中“世界線”是一個重要概念，我們可以藉助“世界線”來給“超光速”下一個明確定義。

什麼是“世界線”？

我們知道，一切物體都是由粒子構成的，如果我們能夠描述粒子在任何時刻的位置，我們就描述了物體的全部“歷史”。

想象一個由空間的三維加上時間的一維共同構成的四維時空。由於一個粒子在任何時刻只能處於一個特定的位置，它的全部“歷史”在這個四維時空中是一條連續的曲線，這就是“世界線”。一個物體的世界線是構成它的所有粒子的世界線的集合。

不光粒子的歷史可以構成世界線，一些人為定義的“東西”的歷史也可以構成世界線，比如說影子和光斑。影子可以用其邊界上的點來定義。這些點並不是真正的粒子，但它們的位置可以移動，因此它們的“歷史”也構成世界線。

四維時空中的一個點表示的是一個“事件”，即三個空間座標加上一個時間座標。任何兩個“事件”之間可以定義時空距離，它是兩個事件之間的空間距離的平方減去其時間間隔與光速的乘積的平方再開根號。狹義相對論證明了這種時空距離與座標系無關，因此是有物理意義的。

時空距離可分三類：

類時距離：空間間隔小於時間間隔與光速的乘積類光距離；

類光距離：空間間隔等於時間間隔與光速的乘積；

類空距離：空間間隔大於時間間隔與光速的乘積

下面我們需要引入“區域性”的概念。一條光滑曲線，“區域性”地看，非常類似一條直線。類似的，四維時空在區域性是平直的，世界線在區域性是類似直線的，也就是說，可以用勻速運動來描述，這個速度就是粒子的瞬時速度。

光子的世界線上，區域性地看，相鄰事件之間的距離都是類光的。在這個意義上，我們可以把光子的世界線說成是類光的。

任何以低於光速的速度運動的粒子的世界線，區域性的看，相鄰事件之間的距離都是類時的。在這個意義上，我們可以把這種世界線說成是類時的。

而以超光速運動的粒子或人為定義的“點”，它的世界線是類空的。這裡說世界線是類空的，是指區域性地看，相鄰事件的時空距離是類空的。

因為有可能存在彎曲的時空，有可能存在這樣的世界線：區域性地看，相鄰事件的距離都是類時的，粒子並沒有超光速運動；但是存在相距很遠的兩個事件，其時空距離是類空的。這種情況算不算超光速呢？

總而言之，“超光速”可以透過類空的世界線來定義，這種定義的好處是排除了兩個物體之間相對於第三觀察者以“超光速”運動的情況。

下面來考慮一下什麼是我們想超光速傳送的“東西”，主要目的是排除“影子”和“光斑”之類沒用的東西。粒子、能量、電荷、自旋、資訊是我們想傳送的。有一個問題是：我們怎麼知道傳送的東西還是原來的東西？這個問題比較好辦，對於一個粒子，我們觀察它的世界線，如果世界線是連續的，而且沒有其他粒子從這個粒子分離出來，我們就大體可以認為這個粒子還是原來那個粒子。

顯然，傳送整個物體從技術上來講要比傳送資訊困難得多。我們已經可以毫無困難地以光速傳遞資訊。從本質上講，我們只是做到了把資訊放到光子的時間序列上去和從光子的時間序列中重新得到人可讀的資訊，而光子的速度自然就是光速。

類似地，假如快子（tachyons，理論上預言的超光速粒子）真的存在的話，我們只需要發現一種能夠控制其產生和發射方向的技術，就可以實現超光速通訊。

極其可能的是，傳送不同的粒子所需要的代價是極其不同的，更經濟的辦法是採用複製技術。假如我們能夠得到關於一個物體的全部資訊，並且我們掌握了從這些資訊複製原物體的技術，那麼超光速通訊與超光速旅行是等價的。

科幻小說早就有這個想法了，稱之為遠距離傳真（teleport）。簡單的說，就是象傳真一樣把人在那邊複製一份，然後把這邊的原件銷燬，就相當於把人傳過去了。當然問題是像人這種有意識的複雜物體能否複製。

無限大的能量

E = mc^2/sqrt(1 - v^2/c^2)

上述公式是靜止質量為m的粒子以速度v運動時所具有的能量。

很顯然，速度越高能量越大。因此要使粒子加速必須要對它做功，做的功等於粒子能量的增加。

注意當v趨近於c時，能量趨於無窮大，因此以通常加速的方式使粒子達到光速是不可能的，更不用說超光速了。

但是這並沒有排除以其他方式使粒子超光速的可能性。

粒子可以衰變成其他粒子，包括以光速運動的光子（光子的靜止質量為零，因此雖以光速運動，其能量也可以是有限值，上述公式對光子無效）。衰變過程的細節無法用經典物理學來描述，因此我們無法否定透過衰變產生超光速粒子的可能性（?）。

另一種可能性是速度始終高於光速的粒子。既然有始終以光速運動的光子，有始終以低於光速的速度運動的粒子，為什麼不會有始終以高於光速的速度運動的粒子呢？

問題是，如果在上述公式中v>c，要麼能量是虛數，要麼質量是虛數。假如存在這樣的粒子，虛數的能量與質量有沒有物理意義呢？應該如何解釋它們的意義？

能否推出可觀測的預言？

只要找到這種粒子存在的證據，找到檢測這種粒子的方法，找到使這種粒子的運動發生偏轉的方法，就能實現超光速通訊。

3.量子場論

除引力外的所有物理現象都符合粒子物理的標準模型。標準模型是一個相對論量子場論，它可以描述包括電磁相互作用、弱相互作用、強相互作用在內的三種基本相互作用以及所有已觀測到的粒子。根據這個理論，任何對應於兩個在有類空距離的事件處所作物理觀測的運算元是對易的（any pair of operators corresponding to physical observables at space-time events which are separated by a space like interval commute）。原則上講，這意味著任何作用不可能以超過光速的速度傳播。

但是，沒有人能證明標準模型是自洽的（self-consistent）。很有可能它實際上確實不是自洽的。無論如何，它不能保證將來不會發現它無法描述的粒子或相互作用。也沒有人把它推廣到包括廣義相對論和引力。很多研究量子引力的人懷疑關於因果性和局域性的如此簡單的表述能否作這樣的推廣。總而言之，在將來更完善的理論中，無法保證光速仍然是速度的上限。

4.祖父悖論（因果性）

反對超光速的最好證據恐怕莫過於祖父悖論了。根據狹義相對論，在一個參考系中超光速運動的粒子在另一座標系中有可能回到過去。因此超光速旅行和超光速通訊也意味著回到過去或者向過去傳送資訊。如果時間旅行是可能的，你就可以回到過去殺死你自己的祖父。這是對超光速強有力的反駁。但是它不能排除這種可能性，即我們可能作有限的超光速旅行但不能回到過去。另一種可能是當我們作超光速旅行時，因果性以某種一致的方式遭到破壞。

總而言之，時間旅行和超光速旅行不完全相同但有聯絡。如果我們能回到過去，我們大體上也能實現超光速旅行。

5.快子（tachyon)

快子是理論上預言的粒子。它具有超過光速的區域性速度（瞬時速度）。它的質量是虛數，但能量和動量是實數。　有人認為這種粒子無法檢測（譯註：那這種預言有什麼意義：-）），但實際未必如此。影子和光斑的例子就說明超過光速的東西也是可以觀測到的。

尚無快子存在的實驗證據，絕大多數人懷疑它們的存在。有人聲稱在測Tritium貝塔衰變放出的中微子質量的實驗中有證據表明這些中微子是快子。這很讓人懷疑，但不能完全排除這種可能。

快子理論的問題，

一是違反因果性，

二是快子的存在使真空不穩定。後者可以在理論上避免，但那樣就無法實現我們想要得超光速通訊了。

實際上，大多數物理學家認為快子是場論的病態行為的表現，而公眾對於快子的興趣多是因為它們在科幻作品中出現得次數很多。

6.蟲洞

關於全域性超光速旅行的一個著名建議是利用蟲洞。蟲洞是彎曲時空中連線兩個地點的捷徑，從A地穿過蟲洞到達B地所需要的時間比光線從A地沿正常路徑傳播到B地所需要的時間還要短。蟲洞是經典廣義相對論的推論，但創造一個蟲洞需要改變時空的拓撲結構。這在量子引力論中是可能的。

開一個蟲洞需要負能量區域，Misner和Thorn建議在大尺度上利用Casimir效應產生負能量區域。Visser建議使用宇宙弦。這些建議都近乎不切實際的瞎想。具有負能量的怪異物質可能根本就無法以他們所要求的形式存在。

Thorn發現如果能創造出蟲洞，就能利用它在時空中構造閉合的類時世界線，從而實現時間旅行。有人認為對量子力學的多重性（multiverse）解釋可以用來消除因果性悖論，即，如果你回到過去，歷史就會以與原來不同的方式發生。

Hawking認為蟲洞是不穩定的，因而是無用的。但蟲洞對於思想實驗仍是一個富有成果的區域，可以用來澄清在已知的和建議的物理定律之下，什麼是可能的，什麼是不可能的。

四、空間跳躍技術理論上可以實現時空穿越

1.必須依靠宇宙弦

自從有了人類以來，“大爆炸宇宙論”是現代宇宙中最有影響的一種學說，“大爆炸宇宙論”認為：宇宙是由一個緻密熾熱的奇點於137億年前一次大爆炸後膨脹形成的，然而，在探索宇宙的過程中，不論從古代還是現代，人們不斷幻想著時光能夠倒流，時空穿越技術能有所突破，然而，科學家研究表明，有這樣的一種理論認為，在特定條件下，人類可以依靠該技術實現時空穿越，那就是空間跳躍技術。

所以科學家們提出猜想：在宇宙大爆炸時，產生了大量的弦，這些弦然後不斷融合，產生了大型的宇宙弦，它們的長大致有100億光年以上。宇宙弦很難用望遠鏡直接觀測，但能透過引力透鏡來間接發現。通常的引力透鏡是由於星系團的引力作用，使光線扭曲，會看到星系團後的星系分成兩個虛像，但像是扭曲的，而宇宙弦引起的引力透鏡效應不會導致像的扭曲。但到目前為止尚未發現可以認定是宇宙弦的情況。

較為引人注目的猜想，認為自大爆炸遺留下來的宇宙弦可存在於雙星系統中，是由雙星系統中的引力共振形成的。該共振相當於恆星天體引力波之間的摩擦。天體質量越大，它們之間的共振就會越強烈。恆星系中行星的位置以及大型行星體塵環的複雜結構都受到這種共振現象的影響。這些穩定的波形成了一連串的駐波，就好像吉他彈奏時琴絃振動所形成的波一樣。最強的共振是1：1共振（稱為第一諧波），該力場存在兩個穩定點，兩顆恆星的中心各存在1個。次強的共振是1：2共振（稱為第二諧波），其穩定點存在於兩顆恆星連線的中間點（假設兩顆恆星質量相等），之後的依次類推。

2.要怎麼才能製作一個能量巨大的"弦"

使用超光速加速技術，將飛船引擎的輸出功率增強到峰值，將飛船速度從亞光速推進到光速。對短途航行來說這很有用，但是對於星系間航行效果並不理想。

我們應該給出怎樣的答案呢？科學家們在量子電動力學領域的最新研究裡發現了它。透過創造一個真空世界，那是一個在太空中發現的、完全沒有任何能量的絕對真空世界，然後將它膨脹直到可以籠罩一艘飛船，透過這個絕對真空泡飛船就能夠以超光速飛行。一個絕對真空泡裡沒有任何摩擦力——因為反摩擦的緣故，所以物體（包括光）在其中的實際速度比在完全真空中快得多。

3.驅動器

驅動器透過在兩個極盤間重複“壓縮”真空來創造一個絕對真空，排除其中所有的能量中子和夸克(理論上一種比原子更小的基本粒子)。然後產生了一個固定的鐳射場儲存不斷增長的絕對真空泡，一直到它包容了整個飛船為止。經過上述步驟後，飛船就可以達到超光速。儘管最初的跳躍試驗著實讓人歡欣鼓舞，但是關於航行的問題也應運而生。一旦飛船達到了超光速，它對這個世界幾乎就沒有作用和反作用，例如通訊和目標掃描就很難進行。人們嘗試了大量的試驗，諸如壓縮空間無線電，但是都沒有成功。

因此，如果說人類能夠透過現代的技術結合物理學，不久也將能夠創造出人工宇宙弦，解決超光速加速技術，搭載一個星際驅動器，在人類漫長的進化過程中，實現空間跳躍技術也必將會實現，從而實現時空穿越也不會是夢。

4.知識點科普：

（1）空間跳躍技術，是建立在弦理論的發展上，透過基於人工蟲洞建造的宇宙弦，來實現超空間跳躍的技術，由於基於現今科學技術，無法透過人工手段製造出宇宙弦，所以科學家們又提出猜想：在宇宙大爆炸時，產生了大量的弦，一般認為，它們不斷融合，產生了大型的宇宙弦，它們的長大致有100億光年以上。宇宙弦很難用望遠鏡直接觀測，但能透過引力透鏡來間接發現。通常的引力透鏡是由於星系團的引力作用，使光線扭曲，會看到星系團後的星系分成兩個虛像，但像是扭曲的，而宇宙弦引起的引力透鏡效應不會導致像的扭曲。但到目前為止尚未發現可以認定是宇宙弦的情況。

（2）什麼是弦，弦是一門理論物理學上的學說。弦理論裡的物理模型認為組成所有物質的最基本單位是一小段“能量絃線”，大至星際銀河，小至電子， 質子，夸克一類的基本粒子都是由佔有一度空間(只有長度，沒有寬度的線)的“能量線”所組成。中文的翻譯上，一般是譯作“弦”

光速是最快的一種速度，比超光速更可怕的技術是什麼？

五、空間與空間的瞬移

我們的太陽系到底有多大呢？很多人他們都知道，至少應該有一光年這麼大小吧。一光年的距離，比起浩瀚的宇宙來說，根本不值得一提，但是對於人類來說，短短的一光年，對於我們也是一個不可逾越的障礙了。所以科學家們他們提出，要不斷的研究出更快速的那種飛行器來，當然，我們現在也正在做這樣的事情。雖然我們的探測器它的動力從原來的燃料推進到如今的核動力太陽能動力，但是，對於要超越太陽系所需要的速度來說，他還遠遠不夠。

我們想要探索外太空，探索太陽系之外的那些地方，就要飛出太陽系去，到底怎麼樣才能出去呢？科學家們曾經就說過，必須要達到光速以上，那樣我們才能在最短的時間內飛出太陽系，也許這個說法沒有錯，但是科學家們多年來發現，如今能夠超越光速的飛船，地球上是肯定沒有的。那麼我們以後就這麼認命地待在這裡嗎？再也沒有機會到太空中，到太陽系以外去探索嗎？

答案肯定是否定的，科學家們已經想出了另外的一個辦法，既然超不過光速，那麼我們就要利用一些捷徑，嘗試著用空間跳躍這種技術。或許一些人他們對於這個名稱有些陌生，但是我們換一種說法，說到蟲洞的話，大家是不是就清楚了呢？其實蟲洞也是很早以前科學家們都提出來的，它是可以實現時空或者區域之間，穿梭往來的一個洞口。我們只要穿越蟲洞就可以從宇宙的這一端到達幾百億光年的另外一端去。

就像我們在一些科幻電影中看到的那種隨意門一樣，但是又有一個問題出現了，蟲洞是怎麼出現的呢？科學家們認為，所謂的蟲洞，它其實就是宇宙中一個區域和另一個區域之間的一個裂縫。也許這些裂縫是固定的，也許它就在宇宙中隨意的蔓延著。但是科學家們卻提出，如果沒有自然形成的那種蟲洞，我們也可以人為的創造一個。

聽到這裡，小編也感覺似乎有點天方夜譚了，要創造一個蟲洞，有那麼容易嗎？但是聽到這些操作的理論，似乎覺得又是那麼的容易，只要透過引力透鏡，然後找到宇宙弦。那麼我們就能夠進行研發出人造的蟲洞了。人造蟲洞的出現，就能讓大家實現宇宙中的那種任意穿梭，聽到這裡，大家是不是非常的期待呢？

六、速度超過光速，時間會倒流

普通人會認為時間倒流是電視劇裡的穿越，但是在物理學上，時間穿越僅僅是相對而言的概念。

1905年，愛因斯坦在“狹義相對論”中這樣解釋一個“奇異”世界：我們所處的宇宙可以看成是一個四維時空，隨著物體運動的速度增快，時間流程將會變慢，空間尺度將會縮短。

1915年，愛因斯坦進一步提出他的引力理論，叫作“廣義相對論”。同樣在這個“奇異”世界中，在大質量物體（即強大的引力場）作用之下，時空結構會發生彎曲，時間流程也會變慢。四維時間可以像三維空間一樣發生彎曲。

1974年在美國杜蘭大學的提普勒（Frank J Tipler）就曾做過計算，一個質量很大、無限長的圓柱體，若沿著軸心以接近光速自轉，便可讓航天員造訪他自己的過去；同樣的，這也是拖著光線繞著軸，以封閉曲線運動。

1991年，美國普林斯頓大學的戈特（Richard Gott）則預測，宇宙弦（宇宙學家認為這種結構是在宇宙大爆炸初期形成）可以造成相似的結果。科學家們研究發現：當宇宙飛船經過重力場時，把重力場的拉力轉換成推力，宇宙飛船在那段時間內，便可以以光速甚至超光速飛行。

美國航空航天局（NASA）的專家們已經創立了“時空場共振理論”，這是以愛因斯坦和德國物理學家海森堡的“統一場論”為基礎建立的。其要旨是：藉助電磁、重力、光速和時空共同演變的伸縮性，瞬間跨越時光。

但是，就算真能超光速，狹義相對論也提到物體運動速度越快、長度變得越短，越趨近光速、越為顯著，此為“洛倫茲收縮”；而“廣義相對論”也提到，趨近奇點附近會受到強大潮汐重力場的作用。

時間是由整個宇宙的所有意識創造的流通在宇宙各處的永遠往前的向心力，其核心是引力源

物體速度越快則時間流逝的越慢，當速度達到光速時，時間停止流逝，那麼如果速度超過了光速，時間的流逝速度會不會變成負數呢？即時光倒流。

相對論裡做了這麼一個假設，如果人坐上一艘速度能超過光速的宇宙飛船，這個飛船上有一架特殊的望遠鏡，在任何情況下都能看到地球上的景象。

那麼當飛船超光速飛行的時候，飛船會逐漸追上並超過地球以前發射出來的光線，或者說是影像，之前發生的事情會慢慢的在那架望遠鏡裡重新被看到，而且時間軸是向前推移的，這就是物理學上所謂的時光倒流！

這裡所指的時光倒流，並不表示你能改變過去或者回到過去。只是表明你如果超光速了，你會看到過去發生的事情。

根據相對論原理，時光倒流是處於一種靜態假設和動態模擬之間的一種互動的過程，當務之處於分子精緻狀態，但其周邊分子以光速進行轉動時就會產生粒子之間的牽引力，導致物質之間的平衡被打破，從而產生出新的環境。

而這個新的環境開始和產生的過程是因粒子之間重新找尋平衡的一個過程，所以在這個過程當中粒子的排布和規律將會被打破，所產生的結果是不可預料的，因為其改變的過程中有可能改變的是你周身的環境，也有可能改變的是你，所以此類實驗最終結果目前不得而知，科學家們還是處於猜測的過程中。

想象一下，你變成一束光，垂直進去黑洞，被黑洞吸入的過程，你的感受是什麼？

光的頻率越快，波長越短，能量越大，但是速度不變。（速度=頻率*波長）

經典物理學中重力勢能轉變為動能在微觀物理中不適用。

黑洞也許可以增加光的能量，但是不會改變光的速度。

　　首先，黑洞是否真的存在仍是未知數。因為其理論基礎相對論是建立在錯誤的光速不變原理基礎上的。

　　其次，如果黑洞真的存在，則由於黑洞中的光被其萬有引力吸引而不能出來是真的話，那麼從外部垂直射入的光當然就會被其萬有引力加速到超過光速。因為既然萬有引力能使光減速，那為何不能使其加速呢！這道理當然到哪都能說得通！

　　再者，本人認為光速本來就不是恆定的。在真空中，光速僅相對光源速度恆定，相對運動的測量裝置速度肯定不是恆定的。

首先，先說答案，無論是垂直也就是徑向速度還是切向速度，所測量的光的速度都是c。

換句話說，在黑洞附近的時空內測量的光速，任何一點測量的關注結果都是真空中的光速與光速的運動方向無關，光速無論在哪裡，包括黑洞附近都是保持均勻各項同性的。

讓我們來看看是怎麼從物理上證明的。

它是描述靜態沒有自轉而且具有球對稱性的時空。但是它分了兩部分，就一種是黑洞內部的，還有一種是黑洞外部的真空解

這樣我們得到的球座標系下的史瓦西時空的時空度規線元是這樣的：

ds^2=-(1- 2GM/c^2r)c^2dt^2+（1-2GM/c^2r）^（-1）dr^2+r^2（dθ^2+sin^2θdφ^2）

史瓦西座標給出來的的是座標量，他只有計算的意義，而是我們實驗所觀測的固有量，也就是我們實際觀察的物理量，這東西才是我們最感興趣的，真正觀察到的。

史瓦西時空是時軸正交的，亦即：

g_0i=0，i=1，2，3

這樣你可以去定義固有距離：

dl^2=γ_ikdx^ⅰdx^k=g_ikdx^ⅰdx^k

而這個固有距離你又可以寫成：

dl^2=（1-2GM/c^2r）^（-1）dr^2+r^2dθ^2+r^2sin^2θdφ^2

也就是史瓦西時空線元空間部分。

這樣你就可以寫出在球座標系下，沿r，θ，φ三個方向的固有距離的表示式，它們分別為：

dl_r=（1-2GM/c^2r）^（-1）dr

dl_θ=rdθ

dl_φ=rsinθdφ

現在我們考慮光在史瓦西黑洞附近引力場中傳播情況。

我們先去計算。粒子在這個引力場中任意一點的切向固有速度和徑向固有速度。

切向固有速度為：

υ_ps=dl_s/dτ=[r√（dθ^2+sin^2θdφ^2）]/[(1--2GM/c^2r）^（-1/2)dt)

υ_pr=dl_r/dτ=（1-2GM/c^2r）^（-1) (dr/dt)

對於光子來說，ds^2=0

因此在這裡，

ds^2=-(1- 2GM/c^2r)c^2dt^2+（1-2GM/c^2r）^（-1）dr^2+r^2（dθ^2+sin^2θdφ^2）=0

那麼我們就可以知道，對於光子來說，他在史瓦西黑洞附近的時空中任意點的切向速度為：

υ_ps=dl_s/dτ=c

徑向速度為：

υ_pr=dl_r/dτ=c

因此，在史瓦西黑洞引力場中，光子的切向固有速度和徑向固有速度都是c，你在任意一點測量光速都是種於真空中的光速，這跟光的運動方向無關也跟黑洞加不加速無關。唯一能改變的就是光的頻率會發生引力場紅移效應。

兄弟，對於光，沒有加速度這種事情，但是，速度的確會變化，而且會有很巨大的變化，那是因為那束光所經過的磁場性質發生變化的關係。不過，如果是向黑洞射入的光其相對黑洞外圍應該是在減速中

垂直射向黑洞的的光不會超光速。因為光是電磁波沒有質量沒有慣性，不受引力吸引。光不能逃逸黑洞是視界內等離子態物質對光的折射，使光不斷層層折射射入黑洞，並非引力吸引，所以不會超光速。

把光直射向黑洞，能把光擰成一股繩，使你分不清是光轉還是黑洞轉，使你眼花繚亂，光速不會提高，但看上去光粗了很多，一閃一閃的，一明一暗的交替。實際上光還光，黑洞還是黑洞，兩者速度都沒變。只是黑洞的運動幹繞了光，光射入黑洞不能有熱度，要是有熱度會影響黑洞的工作。以後不要胡思亂想，不會有啥起發的，因為離人太遠了，只是一觀。

會在我認為光子不光光能在黑洞附近被加速！它本身其實都可以加速！我認為的光並非什麼波粒二象性而是它在實打實的“曲速飛行”！只要曲率有所提升光子的光速就可以超光速飛行！這就好比啥能聲波速度最快的是次聲波，其實這玩意改變的只是聲波的震動頻率！光速也是如此！關於真空中的光速不變是基於一切屬性都常規狀態下的玩意！

不會，光的性質是波粒二象性，傳播時主要體現光的波動性，能量時主要體現光的粒子性，光的粒子成為光量子，光量子是沒有質量的，沒有質量所以就不存在加速度之說，傳播速度也不會增加也不會減少。

垂直射向黑洞的光的速度會加速嗎？加速後的結果會超光速嗎？這個問題很有意思，讓我們直覺到，就好比說在地面上，天上掉下來的物體會越來越快一樣，在黑洞表面上看這一束垂直下來的光應該也是直直的掉下來再加速，最後超過光速才對的呀。

但是這種類比推論是不對的。

黑洞理論是廣義相對論推匯出的理論，而廣義相對論是建立在狹義相對論之上的引力理論，但它並不等同於牛頓的引力理論在相對 論中的擴充套件，因為在廣義相對論中根本就不存在引力這個概念，因為在一個升降機中，也就是說一個封閉的有限空間中，加速的升降機和引力場的作用是等價的，以及引力場中自由下墜的升降機和慣性系是等價的，等效原理告訴我們，我們無法用實驗區分這兩種情況，因此，垂直射向黑洞表面的光，如果你和光組成一個加速運動墜向黑洞表面的空間的話，那麼你看到的是一個慣性系，你無法用任何實驗的方法檢測出你是在加速，在慣性系中光速不變原理起著作用，當然光還是光速；而如果你在升降機外面即垂直射向黑洞的光所在空間之外去測量它的話，那麼它那裡的時空又發生了變化，也就是那裡的尺度，時間間隔和你所處的地方不一樣，即所謂的彎曲空間，每一個空間點都必須和時間點對應起來，單測量光移動的空間距離沒有意義，必須還得同時測量時間間隔，而越往黑洞表面傳播，時間間隔越長，因此，無論什麼時候測量的光速的結果，都是空間距離和時間間隔的比值，恆定不變等於c

不過真能做出這種計算的人，世界上也不多。廣義相對論的數學太複雜了