人能實現對地球的整體認識,能走出地球靠什么呢?事實上,是速度。為什么古代的人對地球都不了解,不知道天上的星星是怎么回事?沒有速度優勢,主要還是不能迅速到達地球的每個角落,更不能走出地球。 只有當人類走上科技發展的道路,依靠科技的力量,發明了強大的交通工具后,我們才能真正開闊眼界,跨過海洋,走遍地球的每一個角落。在擁有速度優勢后,地球從原來的廣袤世界變成了一個地球村,而隨著速度的不斷提升,我們終于從地球上走出來,看到了這個巨大的宇宙。 早期科學家認為,物體的速度沒有極限,可以無限提升,只要人類的科技努力發展下去,宇宙很快也會變成宇宙村,人類就會成為宇宙之王。但后來科學家提出了“光速不變”理論,并在數百年的研究探索之后,變成了無法改變的事實。 這時,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,別說探索整個宇宙,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?在相對論提出之前,愛因斯坦確實是宇宙中速度最快的人,但廣義相對論提出后,一切都變了。經過研究,科學家們發現,宇宙中至少有四種速度遠超光速。 也許有人會說,相對論不也是指,物體只能無限接近光速嗎?為什麼會有超過光速的速度存在?事實上,許多人對相對論的理解還是很片面的,相對論有狹義相對論和廣義相對論之分,在狹義相對論中,物體的極限速度確實是光速,但廣義相對論提出了時空扭曲的概念。 物理世界的極限速度是光速,這條宇宙鐵律有一個前提條件,即有靜止的物質。要是沒有靜止質量怎么辦?它能超過光速嗎?從理論上講,宇宙中不存在沒有質量的物質,甚至光子也同樣具有靜止質量,因此光子的速度也不能超過光速。 確實,物質不可能沒有質量,但在宇宙中有一種東西,它不具有靜止的質量,它就是時空。時間和空間沒有質量,因此時空的扭曲速度可以超過光速,而宇宙中能超過光速的東西,都與時空的扭曲有關,這也是愛因斯坦相對論的偉大之處,它帶給人類希望。 在奇點大爆炸的瞬間里的速度。 在60年代,科學家們發現了宇宙微波背景輻射,并據此推論出宇宙起源:奇點大爆炸。138億年前,一個奇點引發了一次超乎想象的爆炸,在爆炸之后的10^(-35)到10^(-33)秒之間,宇宙發生了爆炸(inflation),基本粒子和各種作用力由此誕生。 經過這么短時間的激增,宇宙的范圍擴大到1千萬光年,激增的速度遠遠超過光速,這是我們無法用具體數字來描述的速度。假如人類的飛船能在大爆炸瞬間達到這樣的速度,那么這個宇宙就真的有可能變成一個宇宙村。 第二,宇宙膨脹的速度。 1929年,著名天文學家愛德文·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,科學家們通過大量觀測數據證實了宇宙確實在迅速膨脹,并且膨脹速度超過了光速。 事實上,我們從宇宙誕生的時間和現在宇宙的大小對比,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930億光年來看,宇宙起源于138億年,光速為每秒300,000公里,假設宇宙的膨脹速度為光速,那么現在宇宙的范圍應該是138億年,而實際數據卻是930億年。 宇宙的膨脹速度超過了光速,這一點僅僅可以觀察到,但是我們不要忘記,真正的宇宙可以達到930億光年,這是目前人類所能測量到的,而且很可能只是宇宙范圍的冰山一角。對比這些資料,我們可以得出宇宙的膨脹速度超過光速的結論。 此外,科學家們還通過宇宙膨脹率計算觀測發現,星系離我們的速度與距離成正比,離我們越遠,星系離我們的速度越快。在距離增加到一定程度后,星系離我們遠的速度將超過光速,因此,可以觀察到的宇宙范圍已經確定。 第三,量子糾纏速率。 二十一世紀,量子力學的發展迎來了新的變數,在對其不斷探索中,科學家們發現,量子力學領域與宏觀物理學領域完全不同,有些現象完全顛覆了我們的認識,其中最具代表性的就是量子糾纏。 在量子力學中,兩個粒子糾纏后,不管兩個粒子離得有多遠,只要其中一個粒子發生變化,另一個粒子就會對距離和空間產生快速反應。這種反應速度遠遠超過光速,愛因斯坦稱之為“鬼魅般的超距作用”。 4.蟲洞穿越率。 在廣義相對論中,愛因斯坦提出了時空扭曲的可能性,這也同樣提出了宇宙中可能存在蟲洞的可能性。蟲洞又稱時空洞,是連接兩個不同時空的狹窄隧道,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,兩個星系相隔一百萬光年,以光速飛行,并且至少要花一百萬年才能到達。但是因為時空的扭曲,如果是在極度扭曲的情況下,那么就有可能在這兩個星系之間形成一個蟲洞,穿過蟲洞只需幾個小時,經過之后就會到達目標星系。也就是說,飛船只花了幾個小時就穿越了一百萬光年,這樣的速度就超過了光速。 而且蟲洞理論也是人類未來星際探索的希望,如果蟲洞不存在,人類探索宇宙的夢想很可能會破滅,畢竟夸張的宇宙距離,是無法以普通速度跨越的。只有理論上存在的蟲洞才有希望讓我們在宇宙中自由漫游,實現星際航行。 上述四種速度都比光速快,它們都與空間有關,而愛因斯坦的相對論恰恰是一種對空間更為清楚的認識。可見愛因斯坦為人類做出了多大的貢獻,也難怪在科學界,愛因斯坦穩穩坐在第一把交椅上,至今無人能超越。 |
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