超越光速

王家楠

摘要：目前，我国所有的民用高速公路汽车的最高限速为120千米/小时，否则就要开罚单交罚款，那么问题来了，宇宙是否同样也有一个限速呢？

关键词：光速普及

这个问题的答案是肯定的，而且还能准确的告诉你，这个最高限速就是光速，值为3×108米/秒，这一点被爱因斯坦的质能方程很好的证实了，任何物质的速度都不可能超过光速，甚至于任何有质量的物体都无法达到这个速度。 这与高速公路最高限速为一百二十千米每小时不同的是，它并非人为规定，而是一条自然规则，那有些人就理解不了了，只要有足够大的功率就一直加速，为什么就偏偏不能超越光速了呢？其实自然规则远比人为规定的高速公路限速要严格得的多。而且也根本没法达到，因为当接近光速时物体会发生微妙的物理反应，物体的质量会发生改变，当速度达到光速的95%时，物体质量的增加甚至无法察觉，但是，当物体速度到达光速99.99%时物体的质量会变为原来的几千倍，越接近光速质量也就越大，无限接近光速时，质量也会无限大。那么功率无论多么大，自然也无法加速了。然而像光子这样的能量粒子本身没有质量，所以可以达到光速，不过无论如何也超越不了光速。

正如爱因斯坦预言，任何物质的速度都超越不了光速，那就是一个恐怖的噩耗，为什么，因为人类对外太空的探索可能就要变得非常漫长？就拿太阳系外，最近的恒星比邻星来说，离我们四光年，这就是说在地球上，我们探索一次比邻星从刚开始到结束至少要用八年时间。而银河系长达几万光年，且银河系只是本星系团的一小部分，连本星系团或许也是超星系团的一小部分，或许这些也是宇宙的一部分。那么我们探索的速度是否能只能止于光速呢，如果是真的，那么我们探索宇宙会变得非常漫长，漫长。。。。

不过在这之前我们必须搞清楚速度本身的意义，再回到开头，汽车在我国民用高速公路的最高限速是一百二十千米每小时，但是這些汽车的速率真的没有超过一百二十千米吗？（不违章是前提）答案是，那要取决于你所在的位置。地球以大约每小时一万千米的速率自转，而且地球又以十万零八千米每小时的速率绕着太阳公转，而太阳又以一百多万千米每小时绕着银河系中心运转，银河系本身也不是静止的，那么这个汽车的速度到底是一百二十千米每小时，还是一万千米每小时，还是十万八千千米每小时或更快，这取决于你所在的位置。看来速度本身是相对而言的。但是，你无论从任何角度观察发现光速永远是三乘十的八次方米每秒。比如说，有一列火车正在以二百千米每小时的速度运行，这时这辆车上有一个人，正沿车厢以四千米每小时的速度向前跑动，在火车外的人看来这个人的运动速度就是火车的速度和他跑动速度之和，也就是二百零四千米每小时。那么如果这列火车的速度已接近光速，达到光速的99.99%是否也会发生这样的现象呢，那么，是否车上的人的速度就会超越光速，从而打破这个极限呢？其实事实并非如此，根据相对论效应，火车上的时间会变慢，在火车上的七天，可能在外界已经超过了100年。那么虽然他的速度加上列车的速度超过光速，但在外界观察者看来内部是一个放慢的景象，以至于即使是外界观察者观察到的这个人仍无法超越光速，难道我们真的无法超越光速吗？

别急！我们还有可能有其他办法。

在量子力学中有一种现象就是量子纠缠，对于这个新概念，可以用现实中这样一个例子进行类比理解，假设一个人在西安，而另一个人在北京，他们每人手中都拿着一个硬币，那么，两枚硬币的状态，是没有关联的，但如果是这两枚硬币处于纠缠状态，即当一个硬币是正面，而另一个硬币一定是反面，而如果将硬币换成粒子，那么这两个粒子就处于纠缠状态，这个现象就称为量子纠缠。想使粒子成为纠缠状态，其实没什么复杂的，简单来说，就是使一颗粒子发出的光子进入另一颗粒子，那么这两颗粒子就可能处于纠缠状态了，当其中一颗被操作（例如量子测量）而状态发生变化，另一颗也会即刻发生相应的状态变化。爱因斯坦将量子纠缠称为“鬼魅似的远距作用（神鬼级的远距离相互操作作用）”，这样通过一个粒子的状态就可以看出与其纠缠的另一个粒子状态，而且不受距离影响， 现代利用量子纠缠原理，一些先进的实验室已经可以成功实现使上百颗粒子处于纠缠状态，这对于二进制数字信息的传递无疑是一件好事，从这里看来人类好像已经能将信息超光速传递了。

那么，宏观中的物质是否也能用这个方法进行超光速传递呢？如果真的那样，那超光速运行就是可能的了，在得到这个结论之前，我们先做一件事情，这件事很简单，就是把你家里的花盆摔成碎片，那么组成花盆的物质和组成花盆碎片的物质应该是一样的，只是排列的方式不一样的，而纠缠只是对于单个粒子，并非对于他们的排列方式，一个人有如此多的细胞，而每一个细胞就有成千亿甚至上万亿个微观粒子，那么想用量子纠缠这个方法来传递的可能性极小（除非你想变成一堆“熵”），至少在不远的未来是这样。

我们已经找到了信息超光速传递的方法，而关于宏观物质，还有其他方法，在这之前，我们必须明白爱因斯坦的定理：“任何物质都不能超越光速”，但是我们发现，这只是对于物质，而并非对于空间，这点很多人十分糊涂，还是让我们宇宙的空间并不是平坦的，而是存在着曲率（曲率为曲率半径的倒数，曲率越大表示弯曲程度越大），如果把宇宙的整体想象为一张大膜，这张膜的表面是弧形的，整张膜甚至可能是一个封闭的肥皂泡。虽然膜的局部看似平面，但空间曲率还是无处不在。一艘处于太空中的飞船一旦有办法将空间扭曲，将这个空间带起来，形成一个空间泡泡，虽然飞船相对于地球在不断的移动，但飞船本身相对那片空间并没有移动，而带动的那些空间就相当于”飞机”， 并没有受到极限速度的限制，可以无限加速，或许有更高的极限，或许这个方法是目前找到超越光速最合适的方法之一

参考文献：

[1] 《光速可被超越吗》