在我们的宇宙里,没有任何物质的运动速度能够超过光速。爱因斯坦是第一个提出这个假说的人。他在《狭义相对论》中说,在宇宙中的任何地方,真空中光的速度都等于每秒30万千米,而且任何有质量的物质都无法超越这个速度。
光束最快吗
根据相对论,光速旅行者看起来会更年轻
比如,在大型强子对撞机中,粒子就可以被加速到光速的99.99%。不过因为它们还是具有质量,因此它们实际上永远无法达到真正的光速。
大型强子对撞机中,粒子可以被加速到光速的99.99
不但有质量的东西无法超越光速,连信息本身也无法超越光速。比如你给另一个国家的人发的电子邮件并不是“立刻”传到对方电脑中的,因为装载着电子邮件的信号在你们俩之间的传递速度也不会超过光速。所以在爱因斯坦的世界观里,biu 一下把思想传给别人的心电感应什么的根本就是骗人的啊!
那么,是不是世间万物都无法超越光速呢?今天我们就来介绍一些能够超越光速的“东西”。
第一个能够超越光速的东西,叫做影子。
如果你用手电照自己的手,那么你的手就会在后面的墙上投下巨大的影子。如果你动一动手指,手指的影子也会同时移动,但是它在墙上移动的距离,可比你手移动的距离要长啊。
影子比光速更快吗
在同样的时间内,手的影子移动的距离是手指移动距离的好多倍。我们知道速度等于距离除以时间,因此,手的影子移动的速度是手的好几倍。
那么到底是多少倍呢?用简单的光学知识我们就会知道,影子的运动速度是你手指运动速度的D/d倍,在这里D 是影子到光源的距离,而d是你的手到光源的距离。
影子的大小是本体的 D/d倍,影子的运动速度也是本体的D/d倍
如果你把手靠近手电,那么影子就会变得更大,它的移动速度也会更快。如果在遥远的宇宙中支起一个巨大的幕布,那么我们就可以创造出一个天文数字级别的影子怪兽,而它运动的速度…就可以超越光速了。
也就是说,虽然影子本体的速度无法超越光速,但是经过这样的放大,影子的速度倒能够超越光速了。这是世纪大发现吗?爱因斯坦难道错了吗?他难道要从棺材里跳出来了吗?别慌,这并不意味着爱因斯坦的理论出了问题,靠相对论吃饭的老师们也不会丢了饭碗,我们的宇宙还是会照常运转。这一切都是因为…影子并不是一种物质,它不但没有质量,也不包含任何信息。
影子比光速更快吗
在世界上,除了光没有质量以外,影子(或者说阴影)也是没有质量的“东西”。爱因斯坦说了,有质量的物质和信息传播的速度无法超越光速,但并没说无质量的东西不能超越光速啊!
影子在“超光速”的运动过程中,并没有使任何物质移动,也没有传播任何信息,所以它并没有打破相对论。和影子类似,没有质量的光斑的“移动”速度也可以超过光速。比如,如果你用激光笔划过天空,天空中的那个光斑的移动速度看起来就比你的动作更快。这和影子的道理是类似的。
虽然影子和光斑的“运动”速度看起来超越了光速,但是实际上它们的动作有延时,而这段延时就是光从光源一直运动到影子或是光斑处所花的时间。在这个过程中,光的运动速度并没有超过真空中的光速,所以没有任何物质或信息的传播速度超过了光速。相对论还是屹立不倒啊!
讲到这里,你一定会脑洞大开。世界上除了影子,还有其他东西既没有质量,也不包含信息呢?