光速是信息传递的上限速度,那存在比光速更快的速度吗?

作者&投稿:滑冠 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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爱因斯坦的相对论

但是这个理论在高速状态下,尤其是接近于光速的情况下就开始失效了,或者说误差会变得十分巨大。在19世纪中叶,麦克斯韦在提出著名的麦克斯韦方程时,从这个方程就可以推导出光速,这光速对应的是一个固定值。

也就是说,光速不会受到参考系的影响。如果你坐在车上,手里有个手电筒,这时候朝着车子运动的方向照过去,那地面观测者看到的速度其实还是光速,而牛顿理论的出来则是光速+车速,这就相互矛盾了。后来,科学家试图找很多方式来弥补这个漏洞,但都失败了。

到了1905年,26岁的爱因斯坦基于光速不变原理和相对性原理提出狭义相对论。

在这个理论中,可以推导得到光速就是物质、信息、物质传递的极限速度。那为什么会这样呢?我们其实可以通过相对论来计算得到,物体运动时的动能情况,就会得到下面的方程。

其中m0是指物体的静止质量,c是光速,v则是物体的运动速度。这个方程告诉我们这么一个道理,随着物体的运动速度加快,所需要给它加速的能量就越大,但逼近光速时,这个能量就需要无限大。其实,我们还可以换个角度来思考,根据相对论,物体运动的越快,质量就越大,所以要给质量大的物体加速其实更难一些,而物体接近于光速时,质量就达到了接近于无限大,那要加速当然就非常难。

那这就意味着宇宙中不存在超光速现象了吗?

超光速事件

实际上,在宇宙中存在着许多超光速现象。那为什么会这样呢?我们要知道的是,光速的限定是物质、信息、能量而言的。但我们要知道的是宇宙不仅仅只有物质、信息和能量,还有一些其他的,比如:空间。

按照如今的主流理论,宇宙起源于138亿年前的一次大爆炸。在那次大爆炸之后,宇宙的空间开始剧烈的膨胀,温度开始快速的下降。其中有一段时间被称为暴胀时期。这段时期,我们可以宇宙看成像一粒沙子那么大,然后瞬间膨胀到可观测宇宙那么大,可观测宇宙的直径是930亿光年,然后我们再把这时的宇宙看成粒子沙子,然后再膨胀到可观测宇宙那么大,整个过程宇宙空间变大到原来的10^30倍以上。这个膨胀的速度是远远快过光速。

后来,宇宙进入了减速膨胀的阶段,但是如果你选取任意的一个星球作为参考系,那相对于这个星球而言,宇宙中大部分的空间的退行速度是比光速快的,所以空间的膨胀不受光速的限制。

除了宇宙空间的膨胀,实际上超光速的事件还有很多。

比如:量子纠缠就是一个经常被提及的超光速事件。不过,量子纠缠其实并没有违背相对论。量子纠缠其实是基于叠加态的,如果你先让它们传递信息,那就会破坏叠加态,让叠加态坍缩。一旦叠加态被破坏,那就更无法传递信息了。所以,量子纠缠其实是用来加密的,而不是用来传递信息的。

除了量子纠缠态,其实超光速的还有相速度。那相速度是什么呢?我们都见过水里的波浪,这种波浪其实存在着一个个环形,也称为波环。

我们可以把波环看成是两组不同传播速度的独立子波。其中波长更长一些的子波传递速度要更快一些,这个子波的传递速度被叫做相速度。而波长要短一些的子波传递速度要慢一些,也就是下图中的绿点所表示出来的,这个子波的传递速度就被称为群速度。

速度理论上是可以超越光速的。但是这里我们还是要明确一点,那就是相速度虽然可以超越光速,但实际上它并不传递任何信息,是不违背相对论的。一直以来,科学家其实也一直在寻找信息、物质、能量超光速的现象,也闹出过几次乌龙,但是始终没有找到一个违背相对论的超光速事件。




为何有些恒星的光至今都没有到达地球?
所以尽管我们看到核球处一片光亮,但其实大量的恒星被挡在了光亮背后!狭义相对论证明了,光速是宇宙中,信息传递速度的上限,因此我们看到的太阳永远都是8分多钟前的太阳,看到的比邻星永远都是4.22年前的比邻星,换言之就是说,天文学家看的越远就越古老,所以天文学堪称“宇宙考古学”...

有没有哪位高手知道量子纠缠是怎样超越空间和时间达到瞬间感应的?
这里要特别说的是,根据相对论,光速是能量和信息传递的上限。所以量子力学对此的解释是两个量子在被观测前仍然是一个整体,这种感应并没有任何信息传递,并不违反相对论的光速最快的原理。 (所以,顺带说一下,所谓量子通信,并不是利用量子纠缠效应直接传递信息,量子通信实际上是用量子纠缠产生密钥,对明文进行加密,通过...

为什么光速是宇宙中速度的上限?
因为光速就是恒定的,如果有什么能够超光速,那么就打破了整个宇宙定律。光速无法超越是通过相对速度发现的。真空光速不会改变且已经是最大限度,这句话通俗来说就是每秒钟30万公里,便是宇宙空间中信息传递速率的最大值,无论将来以任何介质去进行信息传递,都不可能再超过这个限度了。事实上,想把一个...

光速的定义?
如果没有信息传递速度的这个限制,宇宙看起来会非常的古怪。 尽管在真空里不可能使一个有质量的粒子运动得比光更快,在“折射率”超过1的物质内部,就不是这样。例如在水里,光运动的速度是其真空速度的60%。光在不同的透明材料里速度会放慢,这一事实在300年前就被人发现。它能够解释光的折射和散射,这也是所有...

信息传递的速度可以超过光速吗?
【对于“向超过一光秒长的木棍施加力从而实现超光速传递信息”的解释】世界上没有绝对的刚体,木头,石头,铁,都不例外,另外力的传播速度也很快,虽然在不同介质里速度有所不同,但总的来说在340米每秒左右。只是一根木棒的话是看不出来端倪的。而如果木棒足够长,长度超过340米的话,我们可以轻易地...

宇宙中的任何信息的传递,为什么都不能超过真空中光速?
还没有确凿的证据表明有超过光速的信息和任何运行。超过光速不是人心的话,如果佛经里说的是真的,就有超过光速的速度。西方净土离我们有多远?这条街很难想象:那个地方离我们地球人有10万亿个佛的净土一样远。不知道离我们银河系有多远,(即使只有其他不同的空间)和我们地球上的人(重生)出生在那个...

超距作用真的存在吗
超距作用真的存在。2015年11月发表在期刊《Physical Review Letters》上的一篇论文中,研究人员给出了可靠的证据,证明量子纠缠的确存在。美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究人员们制造了数对两两相同的光子,并将它们分别送往不同的地方进行观测。该研究团队成功堵住了此前贝尔实验中的三大“漏洞”,...

光速真的不可超越吗?信息传递速度可以超越光速吗?
依照现有的理论,也就是相对论,光速是无法超越的,无论物质或信息。你说的情况实在理想状况,物体为刚体的情况下,事实上,轻杆的一头被向前推进时,另一头是无法立即做出运动的,就像弹簧一样,本质是一样的

宇宙中,是否存在一个比光速更快的速度呢?
1,目前来说,宇宙中尚未发现比光速更快的速度,也正是因为如此,光速可能是宇宙中速度上限。其实不得不说,在宇宙的所有事物之中,尚未发现比光速更快的速度,有科学家认为光速可能是这个宇宙中速度的上限,也正是因为如此不存在比光速更快速度在短期内也尚未发现。2,科学家认为量子缠绕,信息传递的...

光速真的不可超越吗?信息传递速度可以超越光速吗?
理论上光速可以被超越。例如反作用力加速,只要能够持续加速就肯定会超过光速。你的那种假设的信息传递速度也会超过光传播传递。

峨山彝族自治县18310433749: 还有比光速更快的速度吗? -
井纨纳科: 相对论的基础是光速不可超越.但是量子理论允许可超越光速的速度存在.当然,宇宙的膨胀“速度”完全可以超过光速,但是这个所谓的“速度”已经失去了我们日常生活中速度的定义.总的来说,经典理论中光速不可超越.

峨山彝族自治县18310433749: 信息可以超过光速传播吗?空间具有信息吗? -
井纨纳科: 根据众多理论,我们都知道光速是我们所知的最快的速度.但是否存在比光速还快的速度呢?我感觉应该有,但为什么没有发现呢?我认为是因为我们缺少发现的工具.举个例子:氢原子的原子核周围只有一个电子,当我们用光速的30万分之一...

峨山彝族自治县18310433749: 存在比光速更快的速度ma? -
井纨纳科:[答案] 电磁作用的结果,因此不可能超过光速.(一个有趣的 问题是,竖直地拎着一根棍子的上端,突然松手,是棍子的上端先开始下落还是 棍子的下端先开始下落?答案是上端.) 5.相速度 光在媒质中的相速度在某些频段可以超过真空中的光速.相速度是...

峨山彝族自治县18310433749: 世界上有比光的传播速度更快的东西吗? -
井纨纳科: 光速定义值:c=299792458m/s 光速计算值:c=(299792.50±0.10)km/s 英文:speed of light/ velocity of light 定义:光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,没有任何物体或信息运动的速度可以超过光速. 理论 人无论靠什么推进器,速度都是...

峨山彝族自治县18310433749: 光速是最快的吗 -
井纨纳科: 真空中的光速就是最快的了,可是还有很多物质的速度是无法界限的,比如量子,它的高速运转时候的速度是远远高于光速的,但是不同的点在于光速能够传递信息,至于量子只能是一种理想的状态下产生的速度,但是不能携带任何信息,也没...

峨山彝族自治县18310433749: 最快的速度是光速吗,有没有比光更快的速度 -
井纨纳科: 目前的物理理论,普遍认为光速是最快的,没法超越.理论依据主要是:目前所有的试验和结论,都是基于人眼的观察,二人的眼睛只能接受光信号.实际上,比光速更快的东西可能是存在的呢,不过我们目前暂时无法证实和观察.

峨山彝族自治县18310433749: 宇宙中有比光速快的物质吗? -
井纨纳科: 光速是宇宙速度的上限,但不携带能量和信息的载体不受相对论限制,如德布罗意的原子“相波”、量子力学空间非定域性的波函数等等,都可以超光速运动,其中相波能以10倍光速运动,而波函数则是瞬间的超距作用. 此外,空间的膨胀也...

峨山彝族自治县18310433749: 从宇宙之大的角度来讲,光速是一个非常有限的速度,为什么不可以超越呢? -
井纨纳科: 不能超光速是相对论的一个推论. 但是,这只是推论而已,不是相对论的根本原理.也就是说,世界上如果有超光速的现象发生,也不影响相对论的其他结论.换句话说,这个宇宙中是可能有超光速的现象发生的,只是说以我们目前的科技水平...

峨山彝族自治县18310433749: 存在超过光速的速度吗? -
井纨纳科: 根据相对论来说肯定是存在的,但这并不代表绝对,只是相对的存在,在人类没有亲自检测出来之前它永远都是相对的、

峨山彝族自治县18310433749: 传递信息能比光速更快吗 -
井纨纳科: 光速并不总是比声速快,这取决与介质条件.有实验将光速减为17米/秒,低于这种介质下的声速.一般来说光速是不可逾越的.光具有波粒二相性.也就是说光既是能量(波动性),也是物质(粒子性),所以这种能量可以在真空中传递而不需要载体,光速是不可逾越的. 声音是一种能量,依靠物质的震动来传播(能量扩散),其速度取决于载体的性质.既然需要载体才能传播,那么它的传播速度受载体性质的限制当然要远远低于不需要载体就能传播的光速. 光速不可逾越,但并不是说没有物体的速度超过光速,不排除有物质原本就超过光速,但是低于光速的物质不可能通过加速而超过光速.因为速度越大,质量越大,但速度接近光速,质量就趋近于无穷大.

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