咱们常常会看到、听到一个世界中的根本现实:世界中的极限速度是光速。这句话其实是不对的,至少描绘的不完整,因而正是这句不完整的表述就形成了很多人的困扰,于是就呈现了各种超光速的版别,让人置疑这个物理学的根本假定是不是有问题。
例如在量子力学里的两个共生粒子的超远间隔羁绊现象,还有世界的胀大速度超光速的现象,以及高能粒子在介质中的超光速现象(切伦科夫辐射),乃至是问题中所说的人类的思维超光速的现象?
以上的比如所发作的事情的确都超过了光速,并且有些还比光速要快得多,乃至是瞬间发作效果。那么问题是这些事情是否都违反物理学原理呢?
首要咱们要了解的是:物理学对极限速度的根本出题中导致约束的是什么?其实物理学对极限速度的精确描绘是:在世界中,任何信息和能量的传递速度不能超过299792458米/秒,这个速度正好是真空中的光速。当然光子自身也是一种能量,并且也带着信息,因而它也受到了这个速度的约束。
而世界中任何咱们能看到的物质都是由简略的质子、中子和电子组成的,这些粒子自身便是一堆信息或许能量,因而它们的速度也不能超过真空中的光速。就连咱们看不见、摸不着的中微子和暗物质粒子也是相同的,它们虽然不参加电磁相互效果,但也是一种能量的方式,其运动速度也受真空中光速的约束。下面的问题是为何世界中的信息传达的极限速度正好是真空中的光速呢?
依据狭义相对论,任何质量/能量物体只能无线的迫临真空中的光速,但不能抵达更不能逾越,由于质量/能量物体的速度越高其带着的动能越高,也便是相对论质量越高,无限迫临光度的物体其相对论质量会变得无量大,而想要持续加快这样的物体则需求无量的能量,由于咱们可观测世界是有限的,因而咱们在理论上也无法取得无量的能量。我能感觉到,你对这种解说有些麻痹了,或许不相信。其实还有别的一种解说,我简略地说一下。
其实在世界中除了极限速度这个约束外,还有一个不为咱们了解的极限能量(也叫做GZK极限),描绘的便是世界中更能粒子所带着的能量在理论上的一个极限值,也便是说,任何粒子所带着能量只能抵达GZK极限(5×10^19电子伏特),高于这个能量就会于世界中微波布景辐射中的光子发作相互效果,发生Π介子直到能量降低到这个值以下。而这个能量值所对应的速度正好便是和光速根本无法区别的速度。
这便是怎么回事大型强子对撞机中的质子永久只能无线的迫临光速,乃至抵达了99.99999%的光速,但便是无法抵达。这样解说了为什么世界中一些超大质量黑洞的磁场强度超过了人类对撞机的万亿倍,但也没有发明出高光速的粒子,至少咱们在地球上没有检测到这样的粒子存在。
把握了以上的常识,剩余的问题就好处理了。量子羁绊超光速了?世界胀大超光速了?思维超光速了?是的,它们超光速了,可是它们不传递任何信息,所以不违反物理学原理。即便它们超光速,也不会对其他任何事物形成影响。
量子羁绊是两个共生的粒子,它们从被发明出来今后就处于羁绊状况,假设每一个粒子都具有两种自旋状况的叠加态,可是只需咱们丈量一个粒子,这个粒子变现出来自旋向上,咱们就会当即知道别的一个粒子的是自旋向下,不管相隔多远,别的一个粒子都会瞬间做出反响。那么能用这种自旋的改变,传递信息吗?不能,由于你每次丈量一个粒子时,它给出你的自转状况都是随机的,因而咱们无法使用事前约定好的信号来传递信息。因而,量子羁绊这种超间隔效果能够在世界中存在,可是现在来看没有一点卵用。
再说世界磕碰吧,它的确比光速快的多!然后呢?它能传递什么信息?并不能,并且咱们也以为星系的远离是中心空间胀大的成果,并不是星系在运动,相反以星系的视角来看,它并没有相对于周围的空间在动。因而这种超光速不传递任何信息,也不违反物理学原理。
思维呢?其实我想说的是思维这玩意真的很笼统,咱们很难去界说它,它看起来更像是以台计算机的处理速度,例如:一秒钟能传输多少比特的信息!这跟光速是彻底不同的物理概念,形似也无法比!可是,咱们也能够牵强把它们放到一同来看一看,思维超光速了吗?假如是,违反了物理学原理吗?
咱们常常那思维说事的时分都会说:我能瞬间从原子标准想到银河系的标准,我的思维能瞬间从银河系边际会到地球,这种速度是光速不能及的。的确比光速快!可是你的思维发生了什么本质的影响了没有?并没有!你不能以你的思维去影响远在千里的任何事物,也便是说,你不能用你的思维去传递信息。假如你能瞬间让或人知道你在想什么,这才违反了物理学原理,可是你办不到,你最多便是想了今后,经过打电话告知或人你的主意,估量这是你的思维影响别人或许外界的事物最快的速度。
总结一下便是,超光速没啥少见多怪的,要是能以高光速的速度就传递信息这才了不起。在世界之中任何事物之间的相互效果都必须在光速下进行,没有超光速的信息传递,这才是世界的根本规律。