相信不少的人都會認為,超光速的現象是被現代物理學否定了的,但這是一個誤區。比如說狹義相對論並未否定超光速,它只是禁止有品質的普通物質被加速到光速(當然也就不能超光速了),這無疑給我們提供了巨大的想象空間。
根據狹義相對論的相關理論,1967年,美國哥倫比亞大學的物理學家查雷爾德.範伯格提出了一種名為“快子”的超光速粒子,他認為“快子”的品質為虛數,因此它表現出與普通物質完全不同的性質,即“快子”會一直以超光速運動,其能量越低,速度就越高,而要讓“快子”的速度降低到光速,則需要無窮大的能量。
值得注意的是,由狹義相對論推匯出的“快子”,在現代物理學的其他理論中也是允許存在的,例如在量子力學中,科學家將“快子”進行量子化後,發現了“快子”符合“費米-狄拉克統計”,可將其歸類為一種費米子,而在超弦理論中,“快子”則可解釋為一種高維度的現象。
因此可以說,按上述物理學的理論來講,超光速的世界是有可能存在的。於是問題就來了,既然物理學並未否定超光速,那在超光速的世界裡,會發生什麼事?
想象一下,一個由“快子”組成的物體,以超光速從你眼前飛過,你會看到什麼?
因為我們的眼睛是通過感受物體反射的可見光來觀察到物體(可見光的速度是光速),所以當這個物體以超光速向你靠近時,你會首先看到它在近處反射的光,然後才能看到它在遠處反射的光,而在這個物體遠離你的時候也同樣如此。
在這種情況下,你會看到這個物體突然出現在你眼前,然後瞬間分裂成兩個一模一樣的物體,並各自以光速沿著相反的方向運動。
這只是超光速的世界裡很普通的現象,實際上在超光速的世界裡,會發生更加奇怪的事情。
假設有兩個人,分別是小明和小強,在他們之間可以利用超光速的“快子電話”來進行通訊,當小強坐上宇宙飛船以一定的速度遠離小明時,小強用“快子電話”給小明發出了一條資訊,而小明在收到這條資訊的同時,馬上就用“快子電話”給小強回覆了一條資訊(不考慮延遲時間)。
在這種情況下,如果你用狹義相對論中的洛倫茲變換,來計算小明發出和收到這條資訊的時間的話,你會驚訝地發現,在小明發出資訊之前,就已經收到了小強回覆的資訊。
而最讓人難以置信的是,根據狹義相對論中的“鐘慢尺縮”公式計算,當一個由“快子”組成的物體,在以超光速運動時,相對於這個物體的時間流逝速度居然是負數,也就是說,在超光速的世界裡,還會發生“穿越到過去”的事情!
需要指出的是,雖然上述情形非常的匪夷所思,甚至可以說是荒唐的,但是這並未打消物理學家對超光速的熱情,原因很簡單,就是物理學並未否定超光速。對此,有物理學家認為,宇宙中可能存在著某種未知的機制來阻止悖論的產生,又或者可以用基於時間線的平行宇宙來解釋這些奇怪的事情。
儘管光速看上去很快,但在宇宙巨大的尺度下,它卻顯得比蝸牛還要慢,如果不能實現超光速,我們人類就很可能會被永遠地困在銀河系內,這實在是一件可怕的事情。因此,雖然希望渺茫,但是筆者還是真心期待科學家能夠早日解開超光速的奧祕。