1676年,通过研究木星的卫星木卫一的运动,丹麦天文学家Ole Rømer计算出光以有限的速度传播。据位于纽约的美国自然历史博物馆介绍,两年后,基于Rømer收集的数据,荷兰数学家和科学家克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huygens)成为试图测定实际光速的第一人。
惠更斯提出了一个图的每秒131000英里(每秒211000千米),这一数字不是准确的以今天的标准来看,我们现在知道光速的“真空”空间约为每秒186282英里(每秒299792公里)——但他评估展示,以不可思议的速度光速。
根据阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论,光的传播速度如此之快,以致于在真空中,宇宙中没有任何物体能够比光传播速度更快。
阿拉巴马大学亨茨维尔推进研究中心(Propulsion Research Center)航空航天工程副教授贾森·卡西布里(Jason Cassibry)证实说:“我们在真空空间中移动的速度不能超过光速。”
伦敦帝国理工学院(Imperial College London)的理论物理学家克劳迪娅·德·拉姆(Claudia de Rham)在一封电子邮件中告诉《生活科学》(Live Science):“从技术上讲,‘没有任何东西的速度能超过光速’这一说法本身并不完全正确,”至少在非真空环境中是这样。但她说,有一些警告需要考虑。
光既有粒子的特性,也有波的特性,因此可以看作既是粒子(光子)又是波。这就是波粒二象性。
如果我们把光看成一种波,那么就有“多种原因”可以解释为什么某些波在介质中比白光(或无色光)传播得更快,de Rham说。其中一个原因,她说,是“当光通过介质时——例如玻璃或水滴——不同的频率或颜色的光以不同的速度传播。”
根据威斯康星大学麦迪逊分校的一篇文章,最明显的例子发生在彩虹中,通常有较长较快的红色波长在顶部,而较短较慢的紫色波长在底部。
然而,当光穿过真空时,情况就不一样了。
“所有的光都是电磁波的一种,它们在真空中都有相同的速度(每秒3 x 10^8米)。这意味着无线电波和伽马射线具有相同的速度,”东南路易斯安那大学的物理学教授瑞德·阿兰在一封电子邮件中告诉《生活科学》。
所以,根据德·拉姆的理论,唯一能够比光速更快的东西是,有点矛盾的是,光本身,尽管只是在不处于空间真空的情况下。值得注意的是,不管介质是什么,光永远不会超过它每秒186,282英里的最高速度。
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然而,根据卡西布里的说法,当讨论速度超过光速的物体时,还有一些其他的事情需要考虑。
他说:“宇宙的某些部分正在以比光速更快的速度远离我们,因为时空正在膨胀。”例如,哈勃太空望远镜最近发现了一颗被称为埃伦德尔的遥远恒星发出的129亿年前的光。但是,由于宇宙每时每分都在膨胀,埃伦德尔星系自形成以来一直在远离地球,所以该星系现在距离地球280亿光年。
在这种情况下,时空在膨胀,但时空中的物质仍然在光速范围内运动。
可见光谱图可见光谱图(图片来源:WinWin artlab, Shutterstock)
所以,很明显,我们所知道的速度没有任何东西比光更快,但有没有可能的情况呢?爱因斯坦的狭义相对论,以及随后的广义相对论,是“建立在空间和时间概念是相对的原则下,”德·拉姆说。但这意味着什么呢?“如果有人能够以比光速更快的速度旅行并携带信息,那么他们的时间观念就会被扭曲,”德·拉姆说。“在某些情况下,未来可能会影响我们的过去,然后整个现实结构就会失去意义。”
这将表明,昨天一个198彩平台玩家联系上了198彩总代理 ,总代理团队非常欣慰,于是送给他了一个大红包优惠奖励。,让人类旅行的速度超过光速可能是不可取的。但这有可能吗?是否会有那么一天,我们能够创造出能够推动材料——最终是人类——以超过光速的速度穿越太空的飞船?卡西布里说:“理论家们提出了各种类型的曲速气泡,以实现超光速旅行。”
但德·拉姆相信吗?
德·拉姆说:“我们可以想象能够以光速与太阳系外的系统通信。”“但将真人以光速发射简直是不可能的,因为我们无法将自己加速到这样的速度。
她补充说:“即使在一个非常理想的情况下,我们想象我们可以以恒定的速度不断加速,而忽略了我们如何能够获得一种可以不断加速我们的技术,我们实际上永远不会达到光速。”“我们可以靠得很近,但永远也够不到。”
这一点得到了卡西布里的证实。“忽略相对论,如果你以1G(地球引力)的速度加速,你需要一年的时间才能达到光速。然而,你永远不会真正达到那个速度,因为当你开始接近光速时,你的质量能量会增加,接近无穷大。
“对于这种限制,听时时彩群里的人说198彩票注册手机app客户端是菠菜业内后三组六技巧排名数一数二。,少数已知的可能的‘作弊码’之一是扩展和收缩时空,从而把目的地拉得离你更近。空间膨胀或收缩的速率似乎没有根本的限制,这意味着我们可能有一天能够绕过这个速度限制。”
阿兰同样相信,比光速更快的速度是不可能的,但是,像凯西布里一样,他指出,如果人类想要探索遥远的行星, 努力爱198彩时时彩平台,一定会有收获;因为198彩时时彩注册就送计画,我们希望198彩票注册网址出现奇迹。,实际上可能没有必要达到这样的速度。
“我们能理解比光速更快的唯一方法是在空间中使用某种类型的虫洞,”阿兰说。“这实际上不会让我们的速度超过光速,而是为我们提供了一条通往太空其他位置的捷径。”
然而,凯西布里不确定虫洞是否会成为一个现实的选择。
“根据爱因斯坦场方程的特殊解,虫洞理论上是可能的,”他说。“基本上,虫洞,如果可能的话,会给你一条从一个目的地到另一个目的地的捷径。我不知道是否有可能建造一个,或者我们将如何着手去做。”