人能實(shí)現(xiàn)對(duì)地球的整體認(rèn)識(shí),能走出地球靠什么呢?事實(shí)上,是速度。為什么古代的人對(duì)地球都不了解,不知道天上的星星是怎么回事?沒(méi)有速度優(yōu)勢(shì),主要還是不能迅速到達(dá)地球的每個(gè)角落,更不能走出地球。 只有當(dāng)人類(lèi)走上科技發(fā)展的道路,依靠科技的力量,發(fā)明了強(qiáng)大的交通工具后,我們才能真正開(kāi)闊眼界,跨過(guò)海洋,走遍地球的每一個(gè)角落。在擁有速度優(yōu)勢(shì)后,地球從原來(lái)的廣袤世界變成了一個(gè)地球村,而隨著速度的不斷提升,我們終于從地球上走出來(lái),看到了這個(gè)巨大的宇宙。 早期科學(xué)家認(rèn)為,物體的速度沒(méi)有極限,可以無(wú)限提升,只要人類(lèi)的科技努力發(fā)展下去,宇宙很快也會(huì)變成宇宙村,人類(lèi)就會(huì)成為宇宙之王。但后來(lái)科學(xué)家提出了“光速不變”理論,并在數(shù)百年的研究探索之后,變成了無(wú)法改變的事實(shí)。 這時(shí),光速就變成了物體的極限速度,這是宇宙中最快的速度。這一結(jié)論,令人絕望,要知道在浩瀚的宇宙中,光速只能算是龜速,以這樣的速度,別說(shuō)探索整個(gè)宇宙,就連星系我們也走不出去。 所以光速是宇宙中最快的速度嗎?在相對(duì)論提出之前,愛(ài)因斯坦確實(shí)是宇宙中速度最快的人,但廣義相對(duì)論提出后,一切都變了。經(jīng)過(guò)研究,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),宇宙中至少有四種速度遠(yuǎn)超光速。 也許有人會(huì)說(shuō),相對(duì)論不也是指,物體只能無(wú)限接近光速嗎?為什麼會(huì)有超過(guò)光速的速度存在?事實(shí)上,許多人對(duì)相對(duì)論的理解還是很片面的,相對(duì)論有狹義相對(duì)論和廣義相對(duì)論之分,在狹義相對(duì)論中,物體的極限速度確實(shí)是光速,但廣義相對(duì)論提出了時(shí)空扭曲的概念。 物理世界的極限速度是光速,這條宇宙鐵律有一個(gè)前提條件,即有靜止的物質(zhì)。要是沒(méi)有靜止質(zhì)量怎么辦?它能超過(guò)光速嗎?從理論上講,宇宙中不存在沒(méi)有質(zhì)量的物質(zhì),甚至光子也同樣具有靜止質(zhì)量,因此光子的速度也不能超過(guò)光速。 確實(shí),物質(zhì)不可能沒(méi)有質(zhì)量,但在宇宙中有一種東西,它不具有靜止的質(zhì)量,它就是時(shí)空。時(shí)間和空間沒(méi)有質(zhì)量,因此時(shí)空的扭曲速度可以超過(guò)光速,而宇宙中能超過(guò)光速的東西,都與時(shí)空的扭曲有關(guān),這也是愛(ài)因斯坦相對(duì)論的偉大之處,它帶給人類(lèi)希望。 在奇點(diǎn)大爆炸的瞬間里的速度。 在60年代,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射,并據(jù)此推論出宇宙起源:奇點(diǎn)大爆炸。138億年前,一個(gè)奇點(diǎn)引發(fā)了一次超乎想象的爆炸,在爆炸之后的10^(-35)到10^(-33)秒之間,宇宙發(fā)生了爆炸(inflation),基本粒子和各種作用力由此誕生。 經(jīng)過(guò)這么短時(shí)間的激增,宇宙的范圍擴(kuò)大到1千萬(wàn)光年,激增的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)光速,這是我們無(wú)法用具體數(shù)字來(lái)描述的速度。假如人類(lèi)的飛船能在大爆炸瞬間達(dá)到這樣的速度,那么這個(gè)宇宙就真的有可能變成一個(gè)宇宙村。 第二,宇宙膨脹的速度。 1929年,著名天文學(xué)家愛(ài)德文·哈勃提出“哈勃定律”,為宇宙正在膨脹提供了例證。隨后的探索歲月中,科學(xué)家們通過(guò)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)證實(shí)了宇宙確實(shí)在迅速膨脹,并且膨脹速度超過(guò)了光速。 事實(shí)上,我們從宇宙誕生的時(shí)間和現(xiàn)在宇宙的大小對(duì)比,也可以很清楚地看到宇宙正在超光速膨脹。僅以目前可以觀察到的930億光年來(lái)看,宇宙起源于138億年,光速為每秒300,000公里,假設(shè)宇宙的膨脹速度為光速,那么現(xiàn)在宇宙的范圍應(yīng)該是138億年,而實(shí)際數(shù)據(jù)卻是930億年。 宇宙的膨脹速度超過(guò)了光速,這一點(diǎn)僅僅可以觀察到,但是我們不要忘記,真正的宇宙可以達(dá)到930億光年,這是目前人類(lèi)所能測(cè)量到的,而且很可能只是宇宙范圍的冰山一角。對(duì)比這些資料,我們可以得出宇宙的膨脹速度超過(guò)光速的結(jié)論。 此外,科學(xué)家們還通過(guò)宇宙膨脹率計(jì)算觀測(cè)發(fā)現(xiàn),星系離我們的速度與距離成正比,離我們?cè)竭h(yuǎn),星系離我們的速度越快。在距離增加到一定程度后,星系離我們遠(yuǎn)的速度將超過(guò)光速,因此,可以觀察到的宇宙范圍已經(jīng)確定。 第三,量子糾纏速率。 二十一世紀(jì),量子力學(xué)的發(fā)展迎來(lái)了新的變數(shù),在對(duì)其不斷探索中,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),量子力學(xué)領(lǐng)域與宏觀物理學(xué)領(lǐng)域完全不同,有些現(xiàn)象完全顛覆了我們的認(rèn)識(shí),其中最具代表性的就是量子糾纏。 在量子力學(xué)中,兩個(gè)粒子糾纏后,不管兩個(gè)粒子離得有多遠(yuǎn),只要其中一個(gè)粒子發(fā)生變化,另一個(gè)粒子就會(huì)對(duì)距離和空間產(chǎn)生快速反應(yīng)。這種反應(yīng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)光速,愛(ài)因斯坦稱(chēng)之為“鬼魅般的超距作用”。 4.蟲(chóng)洞穿越率。 在廣義相對(duì)論中,愛(ài)因斯坦提出了時(shí)空扭曲的可能性,這也同樣提出了宇宙中可能存在蟲(chóng)洞的可能性。蟲(chóng)洞又稱(chēng)時(shí)空洞,是連接兩個(gè)不同時(shí)空的狹窄隧道,在宇宙中可能存在。 通常,宇宙間的距離就是宇宙間的距離,例如,兩個(gè)星系相隔一百萬(wàn)光年,以光速飛行,并且至少要花一百萬(wàn)年才能到達(dá)。但是因?yàn)闀r(shí)空的扭曲,如果是在極度扭曲的情況下,那么就有可能在這兩個(gè)星系之間形成一個(gè)蟲(chóng)洞,穿過(guò)蟲(chóng)洞只需幾個(gè)小時(shí),經(jīng)過(guò)之后就會(huì)到達(dá)目標(biāo)星系。也就是說(shuō),飛船只花了幾個(gè)小時(shí)就穿越了一百萬(wàn)光年,這樣的速度就超過(guò)了光速。 而且蟲(chóng)洞理論也是人類(lèi)未來(lái)星際探索的希望,如果蟲(chóng)洞不存在,人類(lèi)探索宇宙的夢(mèng)想很可能會(huì)破滅,畢竟夸張的宇宙距離,是無(wú)法以普通速度跨越的。只有理論上存在的蟲(chóng)洞才有希望讓我們?cè)谟钪嬷凶杂陕危瑢?shí)現(xiàn)星際航行。 上述四種速度都比光速快,它們都與空間有關(guān),而愛(ài)因斯坦的相對(duì)論恰恰是一種對(duì)空間更為清楚的認(rèn)識(shí)。可見(jiàn)愛(ài)因斯坦為人類(lèi)做出了多大的貢獻(xiàn),也難怪在科學(xué)界,愛(ài)因斯坦穩(wěn)穩(wěn)坐在第一把交椅上,至今無(wú)人能超越。 |
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