光速真的是宇宙中最快速度吗(解读宇宙中的光速限制)

光速,其实并不是宇宙中的速度极限,仅仅在真空中光速才是最快的。如果不是在真空里,光速并不是最快的,很多微观粒子的速度都能超越光速,比如著名的“切伦科夫辐射”,但这种“超光速”只是超越了“光在介质中的速度”,比如说,光在水里的速度大约为22.5万公里每秒。

光速真的是宇宙中最快速度吗(解读宇宙中的光速限制)(1)

光在水里的速度仅有真空中的3/4。在玻璃中的速度为真空中的2/3,在钻石中的速度更慢,只有真空速度的1/3而已。

而光在介质中的速度被超越时,就会出现一种特殊的现象:切伦科夫辐射,超光速飞行的粒子就会发光,幽幽的蓝光。

光速真的是宇宙中最快速度吗(解读宇宙中的光速限制)(2)

切伦科夫发现了这种现象,也因此获得了1958年的诺贝尔物理学奖,这种现象也被称为“切伦科夫辐射”。

不管怎么说,光速限制只能统治真空环境,在介质中,光速是可以被超越的。

为何光速在真空中不能被超越呢?

提到光速限制,不得不说爱因斯坦的狭义相对论。有人可能会说:你怎么老是拿相对论说事?相对论也不一定是正确的。

没办法,经过了一百多年的洗礼,相对论越来越被主流科学界认可,我们有什么理由不接受这种理论呢?

光速真的是宇宙中最快速度吗(解读宇宙中的光速限制)(3)

狭义相对论中有一个质增效应,物体的速度越大,质量就越大,想给物体继续加速,就需要更多的能量。

如果想要物体的速度无限接近光速,就需要无穷多的能量,整个宇宙的能量拿来都不够用,显然这是不现实的。

可能很多人会对“光速限制”感到绝望,宇宙如此之大,即便是以光速飞行,在浩瀚宇宙也显得慢如蜗牛,难道人类未来会被彻底困在太阳系?

老天并没有关闭“超光速”的大门,而是给人类留下“一扇窗”。虽然我们无法从绝对速度上超越光速,但可以间接做到“超光速”。

光速真的是宇宙中最快速度吗(解读宇宙中的光速限制)(4)

比如说,出现在很多科幻小说科幻电影里的“虫洞”和“曲速引擎”技术,借助时空结构的弹性,人类可以实现超光速,而且超越光速很多倍。

虫洞理论相信大家都听说过,就像城市中的地铁那样,直接在时空结构中“打一个洞”,可以瞬间跨越好浩瀚星际距离!

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