每秒30万公里的光速,为什么不能被超越,难道宇宙是虚拟的?

发布者:留在记忆中 2023-10-16 12:22

光速是每秒30万公里,这个速度也是宇宙中信息传递速度的上限,量子纠缠的反应速度虽然超光速,但并不传递信息。

宇宙膨胀的速度虽然也超光速,但那属于宇宙时空本身的性质,光速只限制宇宙时空之内的物质,而不限制宇宙本身,因此长期以来研究如何超光速就成了物理学家们的任务之一,目前只有借助时空本身的特性构建虫洞绕开光速,这个方法在理论上可行,剩下的不论是核聚变飞船还是反物质飞船都不能超光速。

和很多人想象的不一样,达到光速之后很多事情其实是反直觉的,比如两束光的相对速度仍是光速,而不是每秒60万公里的二倍光速,这是因为光速的叠加需要用到洛伦兹变换,而低光速的运动只需要伽利略变换。

不过光速虽然不能被超越,但是能被改变速度,具体而言是改变光在介质中速度,这是因为光在穿过物质时,光电效应会让物质中电子也发生运动,就像水上的船一样,此时上下移动的电子会产生一个电场,这个电场又会产生一个磁场,于是这些移动的粒子就产生了第二个光波,这个光波与原始光波重叠,但波动的速度与原始光稍有不同。

所以当两个波相遇时,它们会相互干扰,有时会相互加强,有时会相互抵消,我们实际上观测到了一个新的波,即一个与其他两个速度不同的波,一个比光速慢的波,当这个波飞出介质后,就不存在电子干扰的问题了,因此光波的速度也就恢复到每秒30万公里了。

早在1999年,哈佛大学就把光在钠原子云中的速度降低到了61公里/小时,比一辆汽车还慢,类似的场景在《三体》中也出现过,但当时人类的主要任务是降低真空光速而不是改变介质,所以并不是故事的主线。

就目前而言

物理学家针对光速主要有一个问题,那就是光速为什么偏偏是每秒30万公里,而不是更快或者更慢?

你也许会认为这是人类文明的计量单位造成的,但事实上作为宇宙的基本规律,科学家们完全相信宇宙中其他文明测定的光速和人类文明的完全一致,只是双方会因为表述单位的不同而不同,但本质上仍然是一个速度。

一些持宇宙虚拟理论的人认为,每秒30万公里的真空光速是一个计算机中设定的数值,它代表着这个程序,或者说这个计算机的运算速度上限,任何模拟实验,乃至于包括我们人类自己,都不能达到或超过这个速度,否则机会引起系统崩溃。

除了这种较为科幻的理论外,还有物理学家从平行宇宙的角度来解释光速,认为我们的宇宙只是宇宙大爆炸中诞生的无数平行宇宙之一,真空光速也是无数种光速之一,所以每秒30万公里并没有什么奇怪的地方。

总体来看

光和时间一样,都是我们一直能感受到,但一直研究不明白其本质的东西,也许看似简单的现象背后,真的藏着宇宙的最深层的秘密。

大家都在看

  • 探索宇宙的奥秘:浩瀚星空藏无尽未知

    探索宇宙的奥秘:浩瀚星空藏无尽未知 本文由AI创作 抬头仰望深夜星空,漫天星辰静谧闪烁,浩瀚苍穹无边无际。渺小的我们望着这片深邃夜空,总会心生疑惑:宇宙从何处诞生,到底有多大?星河之中是否存在其他生命?无数神秘谜题,深深吸引人类不断探索追 ... 宇宙探索05-10

  • 宇宙探索·暗能量之谜:推动宇宙加速膨胀的隐形力量

    宇宙探索·暗能量之谜:推动宇宙加速膨胀的隐形力量 宇宙探索·暗能量之谜:推动宇宙加速膨胀的隐形力量一个令整个物理学界困惑的发现1998年,两个独立研究团队在观测遥远的Ia型超新星时,发现了一个令所有人震惊的事实:宇宙的膨胀速度不仅没有因为引力而减缓,反而在 ... 宇宙探索05-10

  • 科学家发现“太空捷径”,探索新宇宙!

    科学家发现“太空捷径”,探索新宇宙! 科学家意外发现"太空捷径"。星辰视频。往返火星仅需五个月,科学家意外发现"太空捷径"或颠覆传统认知。一项发表于《宇航学报》的研究揭示,通过分析近地小行星2001CA21的早期轨道数据,科学家意外找 ... 宇宙探索05-09

  • 宇宙探索·星系演化:宇宙岛的百亿年传奇

    宇宙探索·星系演化:宇宙岛的百亿年传奇 星系演化:宇宙岛的百亿年传奇当你在晴朗的夜晚仰望星空,用望远镜指向仙女座方向,你会看到一团模糊的光斑——那是距离我们254万光年的仙女座星系(M31)。它和我们的银河系一样,是一个由数千亿颗恒星组成的巨大&# ... 宇宙探索05-09

  • 宇宙探索·行星状星云:垂死恒星的华丽谢幕

    宇宙探索·行星状星云:垂死恒星的华丽谢幕 宇宙探索·行星状星云:垂死恒星的华丽谢幕它的名字是一个美丽的历史误会。18世纪的威廉·赫歇尔用望远镜观察时,觉得这些天体圆润而朦胧,酷似他刚发现的天王星(当时称为"行星")。于是他将其命名为" ... 宇宙探索05-07

  • 宇宙探索·回旋加速辐射:宇宙中的天然粒子加速器

    宇宙探索·回旋加速辐射:宇宙中的天然粒子加速器 宇宙探索·回旋加速辐射:宇宙中的天然粒子加速器当你在地球上用粒子加速器把质子加速到接近光速,需要建造长达几十公里的巨型装置。而在宇宙中,天然的"粒子加速器"遍布各处——从脉冲星的磁层到星系中心的 ... 宇宙探索05-07

  • 宇宙探索·暗流宇宙:宇宙深处的神秘漂移

    宇宙探索·暗流宇宙:宇宙深处的神秘漂移 宇宙探索·暗流宇宙:宇宙深处的神秘漂移2008年,一组天文学家在分析WMAP卫星的宇宙微波背景辐射(CMB)数据时,发现了一个令人不安的现象:成群的星系团似乎正在以惊人的速度——每秒约1000公里——朝宇宙中同一个 ... 宇宙探索05-07

  • 人类为什么要探索宇宙?

    人类为什么要探索宇宙? 你有没有想过一个细思极恐的问题:我们用詹姆斯・韦伯望远镜能看到 135 亿光年外的星系,能拍到黑洞的照片,能把探测器送到火星和冥王星。但我们,永远也飞不出太阳系。这不是科幻小说里的悲观预言,而是基于现有物 ... 宇宙探索05-04

  • 探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程

    探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程 探索宇宙秘境:我国正式启动地外生命探寻工程2024年10月,我国发布《国家空间科学中长期发展规划(2024—2050年)》,明确将“地外生命探寻”列为核心任务,正式开启迈向宇宙深处、寻找生命踪迹的科学征程 。这是我 ... 宇宙探索04-30

  • 4.2万亿个粒子构建数字虚拟宇宙 “千衍”助力天文探索

    4.2万亿个粒子构建数字虚拟宇宙 “千衍”助力天文探索 今天(23日),中国科学院国家天文台发布宇宙学模拟项目“千衍”。由中国科学家领衔的国际团队成功在超级计算机中构建出一个数字虚拟宇宙,为人类探索宇宙奥秘、研究宇宙的演化历史提供了强大的数字工具。中国科学家 ... 宇宙探索04-25