77百科网
当前位置: 首页 生活百科

对于宇宙来说为什么光速这么慢(光速并非宇宙的速度极限)

时间:2023-06-30 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 生活百科

这样说吧,假如宇宙中某一区域的尺寸在“暴涨”前为1毫米,那么在“暴涨”之后,该区域的尺寸就达到了10^23米,换算下来就是大约1057万光年。需要说明的是,因为宇宙的“暴涨”以及膨胀都是空间自身的变化,而量子纠缠则不能用于传递信息,所以它们都没有违反相对论。

光速是宇宙的速度极限吗?对于这个问题,相信不少人都会给出肯定的答案,因为在相对论里,光速就是物体运动速度的极限。然而这种理解是片面的,其实相对论是这样讲的:1、任何具有静止质量的物体的运动速度都不能达到或超过光在真空中的传播速度(c);2、任何信息或能量的传递速度都不能超过光在真空中的传播速度。

在相对论的框架里,只要不违反上述设定,超光速现象是可以存在的。比如说当光在水中传播时,其速度只有真空中光速的75%,在这种情况下,我们只需要将在水中运动的物体加速到0.75c以上,就可以在水中的超越光速。

上图为核反应堆中出现的“切连科夫辐射”,图中的蓝色辉光其实是一些电子在核裂变过程中获得到足够的能量,以至于它们的运动速度超过了光在慢化剂中速度,进而产生的一种“光爆”现象(原理类似于音爆)。

当然了,这种超光速其实是先将光的速度大幅降低,然后再去超过它,这不免有一点“作弊”的嫌疑,那么有没有什么速度可以直接超过真空中的光速呢?答案是肯定的,实际上,光速并非宇宙的速度极限,与以下这几种速度相比,光速简直是慢如蜗牛。

宇宙膨胀速度

根据天文学家的观测,宇宙处于一种加速膨胀的状态,具体表现为,宇宙中的两个点之间的距离每增加326万光年,其因为宇宙膨胀而造成的相互远离的速度就会增加大约68千米/秒。

注意,这个速度是可以叠加的,意思就是说,假如在距离我们326万光年有一个星系,那么这个星系就会因为宇宙膨胀而以大约每秒68千米的速度远离我们,距离我们652万光年的星系,会以大约每秒136千米的速度远离我们,而那些更远的星系,则会以更快的速度远离我们而去。

据此我们不难计算出,距离我们大约144亿光年的星系,其远离我们的速度就已经达到了光速,距离我们288亿光年的星系,则会以2倍光速远离我们而去,而如果宇宙空间足够大,那么这种速度就会随着距离的增加而叠加到我们根本无法想象的程度。

宇宙诞生

关于宇宙的诞生,科学界的主流观点是“大爆炸宇宙论”,但该理论却面临着一些难以解释的谜团,所以在1980年的时候,科学家提出了“暴涨宇宙论”来对“大爆炸宇宙论”加以完善,时至今日,该理论已得到大多数科学家的认同。

根据“暴涨宇宙论”的描述,在宇宙诞生后的10^-35秒至10^-33秒之间,宇宙曾经经历过一次“暴涨期”,在这极为短暂的一瞬间,其尺寸急剧增加了10^26倍,在此之后,宇宙继续膨胀,只不过速度放慢了很多。

这个“暴涨”的速度到底有多快呢?这样说吧,假如宇宙中某一区域的尺寸在“暴涨”前为1毫米,那么在“暴涨”之后,该区域的尺寸就达到了10^23米,换算下来就是大约1057万光年。相比之下,光速在这极为短暂的一瞬间,却连一个质子的半径都跑不完。

量子纠缠

未被观测的量子都是处于一种“叠加态”,例如一个粒子的自旋原本可以明确地分为上旋和下旋,但当它处于“叠加态”时,其自旋就变成了“既是上旋又是下旋”这样一种模糊的状态,而在其被观测时,这种“叠加态”就会瞬间坍塌,粒子的自旋也就确定了。

在量子力学中,当两个处于“叠加态”的粒子在经过彼此作用之后,就会形成一种特殊的“纠缠态”,科学家发现,处于“纠缠态”的两个粒子,彼此之间存在着一种神秘的联系,只要测量了其中一个的状态,那么另一个粒子的“叠加态”就会瞬间坍塌,其状态也就确定下来。

比如说当一个粒子的自旋确定为上旋,那么另一个粒子的自旋立刻就会确定为下旋。

更神奇的是,这种联系是无视距离的,从理论上来讲,即使两个处于“纠缠态”的粒子相距上百亿光年,只要其中一个的状态被确定,另一个也会瞬间“感应”到其“同伴”的变化,并立刻出现相应的变化。

小结

可以看到,与这几种速度相比,光速简直是慢如蜗牛。需要说明的是,因为宇宙的“暴涨”以及膨胀都是空间自身的变化,而量子纠缠则不能用于传递信息,所以它们都没有违反相对论。

(注:处于“纠缠态”的两个粒子一旦被测量,它们之间的联系就马上断开,而“叠加态”又是不确定状态,因此量子纠缠不能用于传递信息)

宇宙大得令人难以想象,就算人类能够以无限接近光速的速度飞行,也无法洞悉宇宙的奥秘。幸运的是,光速并非宇宙的速度极限,因此我们完全可以想象,在遥远的未来,或许人类可以通过某种方式来摆脱光速的桎梏。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见。

(本文部分图片来自网络,如有侵权请与作者联系删除)

    推荐阅读
  • 求川藏南线各个主要景点介绍(川藏线沿线景点)

    1、理塘:位于理塘河上游,海拔4700米,是川藏南路的最高点,每年八月,藏区规模最大的赛马盛会—理塘赛马节在此举行;2、海子山:是一片广阔的草原牧区,山下的姐妹湖终年冰封不化,传说湖中有怪兽出没;3、巴塘:位于金沙江东岸,以丰富多彩的民歌、舞蹈和藏戏闻名于世,是四川境内最后一个大镇,由此西行过金沙江大桥,便进入西藏境内;4、芒康:芒康藏语意为善妙地域,是入藏后的第一个县城,地处三江流域峡谷区,境内

  • 迷你秀怎么赚金币?(迷你秀是什么)

    迷你秀怎么赚金币?以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!迷你秀怎么赚金币点击英雄碎片,右下角有一个使用,点击使用,就会进入兑换框,里面就有可以兑换的英雄,旁边是皮肤碎片的兑换框。QQ秀是一个QQ虚拟形象设计系统,您可以选择QQ秀商城的虚拟服饰、场景和人物形象来装扮您在QQ、QQ聊天室、腾讯社区、QQ交友等服务中显示的虚拟形象。

  • 气温是指什么(什么是气温)

    跟着小编一起来看一看吧!气温是指什么气象学上把表示空气冷热程度的物理量称为空气温度,简称气温。国际上标准气温度量单位是摄氏度(℃)。天气预报中所说的气温,指在野外空气流通、不受太阳直射下测得的空气温度。最高气温是一日内气温的最高值,一般出现在14—15时;最低气温是一日内气温的最低值,一般出现日出前。

  • 五讲四美是哪五讲哪四美(五讲四美是指哪五讲四美)

    1、五讲:讲文明、讲礼貌、讲卫生、讲秩序、讲道德;四美:心灵美、语言美、行为美、环境美。

  • 十大必看经典的美剧(盘点十部最冷门的黄暴系列美剧)

    七季看下来,这部剧相比吸血鬼日记还是有明显优势的,毕竟HBO出品。另外,感觉女主的妹妹比女主更厉害一点。但第五季第三集全剧集最爱。

  • 造梦西游四怎么快速获得佛印(40407:造梦西游4千手观音副本详细通关攻略)

    观音的杨柳枝基本没办法躲避,只能选择硬抗,最佳位置是最左面,然后看到观音释放这个技能后二段跳,将伤害降到最低。尤其注意观音的金刚杵技能,一旦眩晕,很容易被罗汉僧和杨柳枝的连击打死打残,所以攻击罗汉僧时要随时注意观音释放金刚杵的前兆。

  • beats头戴耳机真的不好吗(Beats耳机还能在脖子上躺多久)

    两人的首款产品于苹果零售店和百思买商店推出,以时尚感吸引年轻消费者。这使得Beats成为时尚耳机的代名词,并顺利完成品牌的认知占领。并与部分艺人推出联名合作款,充分调动粉丝经济。尽管Beats官方一支声称共同研发,但从外部信息分析,Beats只参与了产品线规划、工业设计,并对调音给予意见。2014年5月29日,苹果宣布以30亿美元收购Beats电子和Beats音乐的计划,而苹果在收购Beats电子支付了25亿美元,收购Beats音乐只花了5亿美元。

  • 美人鱼是怎么灭绝的(还有美人鱼吗)

    跟着小编一起来看一看吧!美人鱼是怎么灭绝的美人鱼没有灭绝。拯救美人鱼的工作,已经由国家的法律法规变成了许多人的行动。美人鱼其实是儒艮。分布广东、广西、海南和台湾南部沿海。儒艮为海生草食性兽类。其分布与水温、海流以及作为主要食品的海草分布有密切关系。多在距海岸20米左右的海草丛中出没。

  • 手机qq讨论组怎么创建 手机QQ如何建立讨论组

    QQ支持在线聊天、视频通话、点对点断点续传文件、共享文件、网络硬盘、自定义面板、QQ邮箱等多种功能,并可与多种通讯终端相连。QQ不仅仅是简单的即时通信软件,它与全国多家寻呼台、移动通信公司合作,实现传统的无线寻呼网、GSM移动电话的短消息互联,是国内最为流行功能最强的即时通信软件。腾讯QQ支持在线聊天、即时传送视频、语音和文件等多种多样的功能。

  • 滴水穿石的启示用四字成语概括(滴水穿石的启示)

    滴水穿石的启示用四字成语概括坚硬如石,柔软如水。水可穿石,以柔克刚。正是因为他们团结合作,目标一致,才能最终取得胜利。我们现在的工作中,可能复杂困难,面临着挑战和困难。是畏缩不前,唯唯诺诺还是团结一致,攻克难关。学习滴水穿石的精神。对准一块石头,目标一致,矢志不渝,日复一日,年复一年的滴下去。我们终将克服种种阻碍,高标准的完成我们的目标任务,推动工作的前进,为人民更好的服务。