环球热文：宇宙还存在一个除光速之外的速度限制，这才是人类真正的障碍！-- 迪族网

环球热文：宇宙还存在一个除光速之外的速度限制，这才是人类真正的障碍！

来源：星空承载梦想　2023-06-27 19:46:46

根据科学家的研究我们能够知道，我们的宇宙诞生于138亿年前，在138亿年前，有一颗奇点发生了爆炸，奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点，这个点爆炸以后，宇宙快速的向四周膨胀，经过138亿年的时间，宇宙才膨胀成我们现在的样子，宇宙中的天体都是在宇宙大爆炸之后形成的，我们的地球其实是太阳系中的一颗行星，在太阳系中一共有八大行星，它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，在海王星的外面还有一颗冥王星，曾经冥王星也属于一颗行星，但是后来科学家认为冥王星的体积和质量都太小了，于是将它踢出了行星的行列。

在2006年的时候，国际天文学联合会采纳了关于行星的最新定义，IAU表示一个行星必须满足如下三种条件：1、行星必须围绕恒星运行，2、行星必须足够大，有足够的重力将其拉入球面，3、行星必须足够大，得以让其重力清除周围绕太阳运动的轨道附近的其它相似大小的天体。由于冥王星的条件不符合行星的条件，所以科学家将它踢出了行星的行列。在太阳系的八大行星当中，地球是唯一一颗诞生了生命的星球，人类作为地球上最有智慧的生命，从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘，目前人类已经能够走出地球探索宇宙，这说明人类科技发展的速度很快，在人类科技发展的道路上，人类发明了汽车、火车、飞机、火箭等等。

这些先进的交通工具给人类出行提供了巨大的便利，虽然现在人类已经能够达到地球的每一个角落，但是面对浩瀚的宇宙，人类的飞行速度还是显得很慢，目前人类在宇宙中发现的最快的飞行速度是光速，最早测量光速的科学家是伽利略，在1638年的时候，伽利略一行4人，分成两组，分别登上两座相隔甚远的山峰，每组各自携带一个光源——煤油灯，他对灯做了一个简单的改进，就是在煤油灯的一面加了一个滑盖，这样关闭滑盖，灯光就会被挡住，如果把滑盖拉起，灯光就会照射出来，通过快速的拉动滑盖，能够让煤油灯一亮一灭，制造出看上去在闪烁的效果，在这个实验中，除了两盏煤油灯之外，还需要两只一模一样的钟摆计时器。

(资料图片)

他打算利用两边记录灯光开启关闭时间的方法来测量光的速度，相信很多人看了这个实验想法之后都知道，这样是不可能测量出光速的，因为光速实在是太快了，而人类的反应时间大概是240ms左右，所以这个方法当时并没有计算出光速来，在1676年的时候，奥勒.罗默首次对光速进行了测量，他观察木星的木卫一，木卫一公转到木星背后时被遮住就会出现卫星蚀，随着地球在公转轨道上移向木星，在地球上观测到木卫一蚀之间的时间间隔将逐渐变短，而当地球远离木星时，木卫一蚀的间隔逐渐变长，罗默根据这些计算得出，当地球距离木星最近时，木卫一蚀将比按照公转周期预测的时间提前了约11分钟，当地球距离木星最远的时候，木卫一蚀将比预期的时间晚11分钟出现。

累积的时间大约是22分钟，他认为这22分钟就是光在地球公转轨道上传播的时间，之后这位科学家计算出来的光速大约是22万千米每秒，不过这个数值和现在人类计算出来的光速差距还是很大，在1905年，爱因斯坦总结了麦克斯韦等人的经验，发表了著名的侠义相对论，侠义相对论中的一个基本共设就是光速不变原理，在1950年的时候，艾森踢出了空腔共振法来测量光速，最终得出的光速值大约是每秒，这个数值和今天光速的数值几乎一样，相当于每秒30万千米，以这么快的速度，一秒钟能够绕地球7圈半左右，对于人类来说，这个速度非常快，毕竟人类现在的飞行速度连光速的百分之一都达不到，如果人类能够达到光速，那么人类飞出太阳系就指日可待。

不过爱因斯坦认为，任何有质量的物体都无法超越光速，也不可能达到光速，只能够无限接近光速，根据爱因斯坦的相对论我们能够得出，时间和空间不仅仅不能独立于宇宙，而且还不能够相互独立，引力不可能只使得空间弯曲而时间却安然无恙，根据研究我们能够知道，一个物体的运动速度v是由它在x、y、z三个轴方向上的速度合成，如果总速度是恒定的，其中一个方向上的速度增加，那么另外两个方向上的合成速度就必然减小，爱因斯坦认为这个宇宙中任何物体的运动速度都是光速c，在狭义相对论中有一个地层数学框架，洛伦兹变化。

里面有个因子非常重要，由于根号里面不可能是负数，所以速度v要小于光速c，看到这里，相信很多朋友会产生一个疑问，就是假如我们站在一个亚光速前行的火车上面，我们快速的向前奔跑，这时候我们的速度是不是就超过了光速，毕竟这个时候的速度是火车的速度加上我们奔跑的速度，比如说你相对火车的速度是每秒5米，火车相对地面的速度是每秒50米，那么你相对于地面的速度就是每秒55米，如果替换成光速，是不是就超过了光速？其实这个计算方式是利用了伽利略变化公式，公式表达就是 v" = v + u，但是爱因斯坦告诉我们，伽利略变换只是低速世界的近似值，在亚光速世界需要用到洛伦兹变化，v" = (v + u) / (1 + uv/c^2)。

当u和v比光速小很多时，比如我们日常生活的速度，uv/c^2接近于0，而分母1 + uv/c^2接近于1，这时v"基本上就是v + u，这就意味着洛伦兹变换重新回到了伽利略变换！但当u或v与光速比较接近时，情况就完全不同了！u和v都是光速一半，你相对于汽火车以及火车相对于地面都以50%光速运动，结果如何呢？你的直觉是v" = c，你相对于地面达到了光速。但正确结果是这样的，根据洛伦兹变换：v" = (1/2 + 1/2) / (1 + 1/4) c = 1 / (5/4) c = (4/5) c。在地面看来，你的速度是光速的80%，仍然低于光速！简单来说就是，如果你和火车都以百分之99的光速行驶，你相对地面的速度依然不会超过光速，这种通过叠加的方式超过光速是不可能出现的。

如果说一个有质量的物体飞行速度超过光速，那么它的质量会变得无限大，在我们现有的物理学当中，根本不存在无限大的物质，所以光速是不可超越的，在科学界，科学家认为，宇宙中除了光速限制之外，还有一个速度限制，这个限制被称为是GZK极限，虽然人类的飞行速度最快只能够达到亚光速飞行，但是亚光速飞行也相当快，在如此之快的速度下，人类就必须面临GZK极限，也被称为是GZK拦截。当一个粒子的所携带的能量在5*10^19eV以上时，宇宙就开始干预粒子，不让其超过这个值。

GZK指的是在遥远的宇宙空间外，射线具备理论的上限值，这个限制就是在宇宙中高速运行的飞船可能会撞车，一般情况下飞船其实并没有撞车的条件，毕竟宇宙中的物质太过于分散，因为宇宙是一个无限接近真空的环境，比如说在宇宙中飞行了43年的旅行者1号，甚至已经脱离了太阳系日球层，到达星际空间了，这个飞船依旧可以平稳飞行，没有因为被天体撞击的事情发生意外。

这是因为旅行者1号能够检测到宇宙中的大质量物质，使得旅行者1号能够提前调整方向，而小于100微米的颗粒则完全不需要在乎，因为他的速度实在是太慢了，这里的慢指的是相对宇宙来说很慢，实际上旅行者1号的飞行速度对于我们来说非常快，达到了每秒17公里，不过在这个正常速度下，宇宙微粒不会对飞船造成任何破坏，当接近光速，甚至仅仅达到百分之1光速的飞船在宇宙中航行的时候，就必须要注意宇宙中的微小颗粒了。看上去非常空旷的宇宙空间，可能漂浮着很多我们肉眼无法看到的微小元素。当飞船以亚光速的速度飞行时，飞船就会撞击到这些微小粒子上，后果不堪设想。

所以说想要达到光速并不是一件简单的事情，看到这里，相信很多人会产生一个疑问，就是在我们的宇宙当中，难道就没有超光速现象？根据科学家的研究得出，宇宙中存在超光速现象，比如说宇宙膨胀的速度，在20世纪初的时候，美国物理学家爱德温.哈勃在观测星系的时候，发现了星系中的光谱出现了红移现象，这个现象表示，这些星系都在远离我们，看到这个现象之后，爱德温.哈勃提出了一个大胆的猜测，那就是我们的宇宙还在不断的膨胀当中，根据哈勃的观测，他发现：距离我们越远的天体，远离我们的速度越快，也就是说，在距离我们越远的位置上，宇宙的膨胀速度越快。而且，宇宙的膨胀速度和空间与地球的距离成正比，这就是著名的哈勃定律，以公式的形式表示就是： v＝H0D。

其中，v代表的就是某个位置的宇宙膨胀速度，D是这个位置和地球之间的距离，H0是哈勃常数，根据科学家们得出的数据是：宇宙的膨胀速度是73±1千米/秒/百万秒差距。秒差距是天文学的一个长度单位，1秒差距约等于光年。也就是说，在距离地球大约326万光年的位置上，宇宙的膨胀速度大约是每秒73公里；如果是在652万光年外，那么宇宙的膨胀速度就是差不多146公里。除了宇宙膨胀的速度之外，量子纠缠也超越了光速，量子纠缠是指当两个或多个粒子之间存在某种相互作用或者共同来源时，它们会形成一个整体系统，并且无法单独描述各自的状态，简单来说就是，在这种情况下，每个粒子都会和其它粒子产生一种强烈而神秘的联系，并且彼此影响。

这种联系不受空间距离的限制，也不受时间延迟的影响，只要我们对其中一个粒子进行影响，另一个粒子也会受到影响，而这个影响的速度是瞬间完成的，就好像它们心有灵犀一样，这个速度已经远远地超过了光速，即使我们将一个粒子放在宇宙的最南边，另一个粒子放在宇宙的最北边，只要我们影响宇宙最南边的粒子，那么宇宙最北边的粒子也会受到影响，目前科学家也在积极的研究量子纠缠的奥秘，曾经著名的物理学家爱因斯坦第一次知道量子纠缠后，对它表示了怀疑和不满，他认为量子纠缠违反了相对论中光速不变的原理，即信息不能够超光速传递。

在宇宙中除了这些现象之外，可能还存在其它超光速现象，只不过人类还没有发现而已，小编认为，宇宙是一个非常神秘的空间，在宇宙中隐藏着很多我们不知道的奥秘，想要探索宇宙的奥秘，人类的飞行速度必须超越光速，这样人类才能够飞出太阳系，探索太阳系之外的奥秘，目前科学家也在积极的研究超光速飞行的奥秘，小编希望人类能够早日实现自己的梦想，能够在宇宙中长久的发展下去，对此，大家有什么想说的吗？

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