超过光速会发生什么?这种物质是否存在

2020-07-27 10:20 天文在线

如果物质的速度超过光速会怎么样?我认为它会消失或者被取代,但它不会被摧毁!!

我们不知道如果一种物质的速度超过光速会发生什么,原因很简单,因为它永远不会超过光速。光速是一个物体相对于附近物体的运动速度的最基本上限。事实上,任何具有有限静止质量的物体都不可能以光速运动。这就是为什么所有以光速运动的粒子(如光子)的静止质量都为零。

超过光速会发生什么?这种物质是否存在

 

图解: 光从离开太阳表面算起,需大约8分17秒就能到达地球。

当一个有质量的粒子接近光速时,它的能量就会增加,在以光速运动时能量会变成无穷大,这就是它永远不能被加速到那个速度的原因。实验已经证实了这个结论,没有什么比光速更快。

然而,上述讨论只适用于小尺度宇宙中的对象——比如,如果把一个棒球、行星、恒星或是星系加速到相对于附近物体以光速运动,这是不可能的。然而,相距遥远的物体之间的相对运动速度超过光速是不可避免的。在如此大的距离上,宇宙膨胀在产生重要影响,上面的讨论不再适用。

超过光速会发生什么?这种物质是否存在

 

图解:洛伦兹因子γ作为速率v的函数。因子从1开始,并随着v趋向c而趋向无限大。

科学地讲,光速限制只适用于当你在一个“惯性系”中的时候——也就是说,坐在你所在的位置,没有任何力作用在你身上,用你手中的尺子和时钟测量经过的物体的速度。然而,在广阔的宇宙空间中,我们所处的环境却截然不同。物体都不在惯性系中,因为宇宙的引力场和宇宙膨胀,每个物体相对于其他所有物体都在加速。宇宙的膨胀实际上并不是由于星系在“穿越空间”而使彼此远离,而是空间本身在拉伸,它不受我们所受的限制。、

超过光速会发生什么?这种物质是否存在

 

图解:在红色参考系中,事件A发生在事件B之前;在绿色参考系中,两者同时发生;在蓝色参考系中,A发生在B之后。

因此,尽管不可能比光速更快地穿过空间,也不可能在宇宙以光速更快的速度传递一份“信息”,但遥远星系之间的距离仍有可能以超过光速的速度增长,因为它们之间的空间存在拉伸的速度。

超过光速会发生什么?这种物质是否存在

 

图解:通过观察木星掩食木卫一的时间来判断光速

这种比光速还快的“旅行”对构成星系的物质没有任何影响(它们的能量在任何有意义的尺度上都不是无限的),因为它们实际上并没有以任何可以直接测量的方式进行相对运动。

超过光速会发生什么?这种物质是否存在

 

光速:

真空中的光速,通常记作c,是一个普遍的物理常数,在物理学的许多领域都很重要。其精确值为299,792,458米/秒(约300,000公里/秒(186,000英里/秒))。这是非常精确的,因为根据国际协定,一米的定义是光在真空中以1/299792458秒的时间间隔所走过的路程。

超过光速会发生什么?这种物质是否存在

 

根据狭义相对论,c是宇宙中所有常规物质以及所有已知信息传播的最大速度。虽然这个速度通常与光有关,但实际上它是所有无质量粒子和相关场的变化在真空中传播的速度(包括电磁辐射和引力波)。无论光源怎样运动或观察者的惯性参考系如何,这些粒子和波都以光速运动。在狭义相对论和广义相对论中,c与空间和时间相互联系,也出现在著名的质能方程E = mc2中。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. Dave Rothstein- Kylin

本文地址:http://www.356368.com/news/123830.html

除非注明,否则均为356创业网原创文章,转载请注明出处!

延伸 · 阅读