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每秒30萬公里的光速,為什么不能被超越,難道宇宙是虛擬的?

光速是每秒30萬公里,這個速度也是宇宙中信息傳遞速度的上限,量子糾纏的反應(yīng)速度雖然超光速,但并不傳遞信息。

宇宙膨脹的速度雖然也超光速,但那屬于宇宙時空本身的性質(zhì),光速只限制宇宙時空之內(nèi)的物質(zhì),而不限制宇宙本身,因此長期以來研究如何超光速就成了物理學(xué)家們的任務(wù)之一,目前只有借助時空本身的特性構(gòu)建蟲洞繞開光速,這個方法在理論上可行,剩下的不論是核聚變飛船還是反物質(zhì)飛船都不能超光速。

和很多人想象的不一樣,達(dá)到光速之后很多事情其實是反直覺的,比如兩束光的相對速度仍是光速,而不是每秒60萬公里的二倍光速,這是因為光速的疊加需要用到洛倫茲變換,而低光速的運動只需要伽利略變換。

不過光速雖然不能被超越,但是能被改變速度,具體而言是改變光在介質(zhì)中速度,這是因為光在穿過物質(zhì)時,光電效應(yīng)會讓物質(zhì)中電子也發(fā)生運動,就像水上的船一樣,此時上下移動的電子會產(chǎn)生一個電場,這個電場又會產(chǎn)生一個磁場,于是這些移動的粒子就產(chǎn)生了第二個光波,這個光波與原始光波重疊,但波動的速度與原始光稍有不同。

所以當(dāng)兩個波相遇時,它們會相互干擾,有時會相互加強(qiáng),有時會相互抵消,我們實際上觀測到了一個新的波,即一個與其他兩個速度不同的波,一個比光速慢的波,當(dāng)這個波飛出介質(zhì)后,就不存在電子干擾的問題了,因此光波的速度也就恢復(fù)到每秒30萬公里了。

早在1999年,哈佛大學(xué)就把光在鈉原子云中的速度降低到了61公里/小時,比一輛汽車還慢,類似的場景在《三體》中也出現(xiàn)過,但當(dāng)時人類的主要任務(wù)是降低真空光速而不是改變介質(zhì),所以并不是故事的主線。

就目前而言

物理學(xué)家針對光速主要有一個問題,那就是光速為什么偏偏是每秒30萬公里,而不是更快或者更慢?

你也許會認(rèn)為這是人類文明的計量單位造成的,但事實上作為宇宙的基本規(guī)律,科學(xué)家們完全相信宇宙中其他文明測定的光速和人類文明的完全一致,只是雙方會因為表述單位的不同而不同,但本質(zhì)上仍然是一個速度。

一些持宇宙虛擬理論的人認(rèn)為,每秒30萬公里的真空光速是一個計算機(jī)中設(shè)定的數(shù)值,它代表著這個程序,或者說這個計算機(jī)的運算速度上限,任何模擬實驗,乃至于包括我們?nèi)祟愖约,都不能達(dá)到或超過這個速度,否則機(jī)會引起系統(tǒng)崩潰。

除了這種較為科幻的理論外,還有物理學(xué)家從平行宇宙的角度來解釋光速,認(rèn)為我們的宇宙只是宇宙大爆炸中誕生的無數(shù)平行宇宙之一,真空光速也是無數(shù)種光速之一,所以每秒30萬公里并沒有什么奇怪的地方。

總體來看

光和時間一樣,都是我們一直能感受到,但一直研究不明白其本質(zhì)的東西,也許看似簡單的現(xiàn)象背后,真的藏著宇宙的最深層的秘密。

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