国外网站
当前位置: 首页 >阅读> 知识图解

宇宙最快的速度是什么速度?光速是最快的速度吗?

2019-05-05 来源:国外网站推荐 - 由豆库网整理 112

我们都知道,真空中的光速(c=299792.458千米/秒)是宇宙间最快的速度,任何有静止质量的物体运动速度只能无限接近,却无法达到或超越光速。

随着人类对宇宙认识的加深,广袤无际的太空愈发显得遥不可及,即使速度快如光子,在天鹅绒般柔软的宇宙背景映衬之下,也慢的如同一只蜗牛——来自遥远恒星的光子在进入我们的视网膜之前,已经在虚空中行进了几亿到几十亿年!

造物主似乎和智慧生命开了个不大不小的玩笑:先让你见识一下宇宙的辽阔壮美,再随手给星际旅行的速度设定了一个上限——好比一个盲人重见光明,还没来得及发出感叹就被夺去双腿。

宇宙最快的速度是什么速度?光速是最快的速度吗?

光速最快的“铁律”真的无法打破吗?难道宇宙间就没有能超越光速的东西吗?

实际上,除了银河系和附近几个星系在引力的作用下互相靠近以外,整个宇宙正在加速膨胀。离地球越远的星系退行速度越快,有些星系远离我们的速度已经超过光速!

研究表明,宇宙膨胀具有均匀且各向同性的特点。想象一下,你坐在一张时空编制的巨网中心,在网的边缘有无数个壮汉用同样的力使劲拉扯它,你会发现网上放置的一切物体都在离你远去,而且越远的物体看起来离开速度越快。

如何衡量距离不同的物体远离我们的速度呢?这需要用上非常有名的哈勃常数。最新的哈勃常数为每秒70千米/百万秒差距,1百万秒差距约为326万光年,也就是说你从巨网中心望去,距离你326万光年的星系正以70千米/秒的速度离你而去,距离你652万光年的星系远离你的速度为140千米/秒,以此类推,当一个星系和银河系的距离达到140亿光年时,它离开我们的速度就等同于光速了!而可观测宇宙的半径为460亿光年,其中绝大多数星系散发的光芒永远也无法落入人类的视野之中,它们抛弃银河系的速度远超光速!

而在宇宙诞生早期的暴胀阶段,时空膨胀的速度更是惊人——奇点大爆炸之后1秒,可观测宇宙已经有10光年大小,1年之后已经扩大到10万光年,1万年后可观测宇宙的直径就膨胀到1000万光年!如果有个人手持光速枪,想趁宇宙大爆炸的混乱谋杀你,他必须在大爆炸之后10^-33秒内扣动扳机,只有这样光速子弹才能跨越168米的距离,在被膨胀的时空推离之前击中你。

究其来源,光速最快的概念出自爱因斯坦的狭义相对论,它只适用于时空平直的惯性系。比如两艘飞船分别以99%的光速相向飞行,它们相对于彼此的运行速度只有光速的99.995%,并非光速的198%。根据广义相对论,速度在局部空间才有意义,空间本身膨胀的速度超过光速和理论并不相悖。

无法超越光速有两个前提:一是有静止质量,二是传递能量和信息。其它种种超光速现象,如量子纠缠、哈特曼效应、卡西米尔效应和电磁波相速度等不能传递任何能量或信息,因此也不违反相对论。

从某种意义上来说,光速仍然是宇宙中的“王者”,在曲率驱动或虫洞旅行等种种离奇的幻想变成现实之前,人类还得屈从于它的统治。


推荐阅读