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打破宇宙鐵律?光速並非最快!在它面前,光速簡直慢如蝸牛!

我們都知道,真空中的光速(c=299792.458千米/秒)是宇宙間最快的速度,任何有靜止質量的物體運動速度只能無限接近,卻無法達到或超越光速。

隨著人類對宇宙認識的加深,廣袤無際的太空愈發顯得遙不可及,即使速度快如光子,在天鵝絨般柔軟的宇宙背景映襯之下,也慢的如同一隻蝸牛——來自遙遠恆星的光子在進入我們的視網膜之前,已經在虛空中行進了幾億到幾十億年!

造物主似乎和智慧生命開了個不大不小的玩笑:先讓你見識一下宇宙的遼闊壯美,再隨手給星際旅行的速度設定了一個上限——好比一個盲人重見光明,還沒來得及發出感嘆就被奪去雙腿。

光速最快的「鐵律」真的無法打破嗎?難道宇宙間就沒有能超越光速的東西嗎?

實際上,除了銀河系和附近幾個星系在引力的作用下互相靠近以外,整個宇宙正在加速膨脹。離地球越遠的星系退行速度越快,有些星系遠離我們的速度已經超過光速!

研究表明,宇宙膨脹具有均勻且各向同性的特點。想像一下,你坐在一張時空編製的巨網中心,在網的邊緣有無數個壯漢用同樣的力使勁拉扯它,你會發現網上放置的一切物體都在離你遠去,而且越遠的物體看起來離開速度越快。

如何衡量距離不同的物體遠離我們的速度呢?這需要用上非常有名的哈勃常數。最新的哈勃常數為每秒70千米/百萬秒差距,1百萬秒差距約為326萬光年,也就是說你從巨網中心望去,距離你326萬光年的星系正以70千米/的速度離你而去,距離你652萬光年的星系遠離你的速度為140千米/,以此類推,當一個星系和銀河系的距離達到140億光年時,它離開我們的速度就等同於光速了!而可觀測宇宙的半徑為460億光年,其中絕大多數星系散發的光芒永遠也無法落入人類的視野之中,它們拋棄銀河系的速度遠超光速!

而在宇宙誕生早期的暴脹階段,時空膨脹的速度更是驚人——奇點大爆炸之後1,可觀測宇宙已經有10光年大小,1之後已經擴大到10萬光年1萬年後可觀測宇宙的直徑就膨脹到1000萬光年!如果有個人手持光速槍,想趁宇宙大爆炸的混亂謀殺你,他必須在大爆炸之後10^-33秒內扣動扳機,只有這樣光速子彈才能跨越168的距離,在被膨脹的時空推離之前擊中你。

究其來源,光速最快的概念出自愛因斯坦的狹義相對論,它只適用於時空平直的慣性系。比如兩艘飛船分別以99%的光速相向飛行,它們相對於彼此的運行速度只有光速的99.995%,並非光速的198%。根據廣義相對論,速度在局部空間才有意義,空間本身膨脹的速度超過光速和理論並不相悖。

無法超越光速有兩個前提:一是有靜止質量,二是傳遞能量和信息。其它種種超光速現象,如量子糾纏、哈特曼效應、卡西米爾效應和電磁波相速度等不能傳遞任何能量或信息,因此也不違反相對論。

從某種意義上來說,光速仍然是宇宙中的「王者」,在曲率驅動或蟲洞旅行等種種離奇的幻想變成現實之前,人類還得屈從於它的統治。

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