有什么能比光速更快地移動(dòng)嗎？

物理學(xué)中一個(gè)眾所周知的事實(shí)是你不能比光速快地移動(dòng)。雖然那's基本上真，但它's也是過度簡(jiǎn)化。在相對(duì)論下，實(shí)際上有三種物體可以移動(dòng)的方式：

• 速度比光速慢11,12比光速快13

以光速移動(dòng)

阿爾伯特·愛因斯坦用來發(fā)展他的相對(duì)論的一個(gè)重要見解是，真空中的光總是以相同的速度移動(dòng)。因此，光粒子或光子以光速移動(dòng)。這是光子可以移動(dòng)的**速度。他們可以'永遠(yuǎn)加速或減速。（注意：光子在通過不同材料時(shí)會(huì)改變速度。這就是折射是如何發(fā)生的，但它是's是真空中的光子's**速度，無法改變。）事實(shí)上，所有的波峰都以光速移動(dòng)，據(jù)我們所知。

慢于光速

下一組主要的粒子（據(jù)我們所知，所有這些粒子都是't凸起）的移動(dòng)速度比光速慢。相對(duì)論告訴我們，在物理上不可能將這些粒子加速到足以達(dá)到光速。這是為什么？它實(shí)際上相當(dāng)于一些基本的數(shù)學(xué)概念。小知識(shí)手抄報(bào)

由于這些物體包含質(zhì)量，相對(duì)論告訴我們物體的方程動(dòng)能基于其速度由下式確定：

E=m（γ-1）c²

（1-v²/c²）-mc²的平方根

在上面的等式中有很多事情發(fā)生，所以讓'解開這些變量：

• γ是洛倫茲因子，它是在相對(duì)論中反復(fù)出現(xiàn)的比例因子。它表示物體移動(dòng)時(shí)不同數(shù)量的變化，例如質(zhì)量，長度和時(shí)間。由于（1-v²/c²）的γ=1//平方根，這是導(dǎo)致所示兩個(gè)方程不同的原因。
• m是物體的其余質(zhì)量，當(dāng)它在給定的參考系中具有0的速度時(shí)獲得。
• c是自由空間中的光速。
• v是物體移動(dòng)的速度。相對(duì)論效應(yīng)僅對(duì)v的非常高的值顯著，這就是為什么在愛因斯坦出現(xiàn)之前很久就可以忽略這些效應(yīng)的原因。

注意包含變量v（對(duì)于速度）的分母。隨著速度越來越接近光速（c），即v²/c²術(shù)語將越來越接近1。。。這意味著分母的值（"1-v²/c²"的平方根;）將越來越接近0。

隨著分母變小，能量本身越來越大，接近無窮大。因此，當(dāng)你試圖將粒子加速到接近光速時(shí)，它需要越來越多的能量來完成。實(shí)際上加速到光速本身將需要無限的能量，這是不可能的。

通過這種推理，沒有比光速慢的粒子能夠達(dá)到光速（或者，通過擴(kuò)展，比光速快）。

比光速

那么如果我們確實(shí)有一個(gè)比光速更快的粒子呢。那是可能的嗎？

嚴(yán)格地說，這是可能的。這樣的粒子，稱為速殖體，已經(jīng)出現(xiàn)在s中一些理論模型，但它們幾乎總是被刪除，因?yàn)樗鼈兇砹四Ｐ椭械幕静环€(wěn)定性。迄今為止，我們還沒有實(shí)驗(yàn)證據(jù)表明存在速殖體。

如果速度確實(shí)存在，它總是比光速快。使用與光粒子慢的情況相同的推理，您可以證明將速度減慢到光速需要無限的能量。

不同之處在于，在這種情況下，最終v項(xiàng)略大于1，這意味著平方根中的數(shù)字為負(fù)數(shù)。這導(dǎo)致了一個(gè)假想的數(shù)字，它'在概念上甚至不清楚具有假想能量的真正含義。（不，這是而不是暗能量。）

比慢光快173>

正如我前面提到的，當(dāng)光線從真空進(jìn)入另一種材料時(shí)，速度會(huì)變慢。帶電粒子（例如電子）可能以足夠的力進(jìn)入材料，以在該材料內(nèi)比光更快地移動(dòng)。（給定材料內(nèi)的光速在該介質(zhì)中稱為光的相速度）。在這種情況下，帶電粒子發(fā)射一種形式的電磁輻射，'s被稱為Cherenkov輻射。

確認(rèn)的例外

光限制的速度有一種方法。這種限制僅適用于通過時(shí)空移動(dòng)的物體，但時(shí)空本身可能以一定的速度擴(kuò)展，使得其中的物體分離速度快于光速。

作為一個(gè)不完美的例子，考慮兩個(gè)木筏以恒定的速度漂浮在河流上。河流分叉成兩個(gè)分支，一個(gè)筏漂浮在每個(gè)分支上。雖然木筏本身總是以相同的速度移動(dòng)，但是它們由于河流本身的相對(duì)流動(dòng)，彼此之間的移動(dòng)速度更快。在這個(gè)例子中，河流本身就是太空時(shí)間。

在目前的宇宙模型下，宇宙的遠(yuǎn)距離正在以比光速更快的速度擴(kuò)張。在早期的宇宙中，我們的宇宙也以這種速度膨脹。盡管如此，在空間時(shí)間的任何特定區(qū)域內(nèi)，相對(duì)論所施加的速度限制確實(shí)存在。

一個(gè)可能的例外

**一點(diǎn)值得一提的是一個(gè)被稱為變速（VSL）宇宙學(xué)的假設(shè)思想，這表明光速本身隨著時(shí)間的推移而改變。這是一個(gè)極其有爭(zhēng)議的理論，并且?guī)缀鯖]有直接的實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持它。大多數(shù)情況下，這個(gè)理論是因?yàn)樗锌赡芙鉀Q早期宇宙演化中的某些問題，而不用通貨膨脹理論。