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世界上四个比光速更快的东西

光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,光速定义值:c=299792458m/s=299792.458km/s,爱因斯坦狭义相对论(Special Theory of Relativity)中,质量与能量长期不变的结合在一起,形成一个简单的基本方程式E=mc2,这个小小的等式预测了,没有任何有质量的东西在移动时,速度可以和光速一样,或者超越光速。

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人类最近一次能够达到光速,是在强力的粒子加速器当中,如大型强子对撞机(e Large Hadron Collider)和兆电子伏特加速器(Tevatron)。

这些庞大的机器促使次原子粒子加速达到99.99%的光速,然而就如诺贝尔物理学奖得主大卫·葛罗斯(David Gross)的阐释,这些粒子永远无法达到宇宙的速限。

如果要能达到的话,在过程中需要无限大的能量,因此这个物体的质量也会变得无限大,而这是不可能的。

(光的粒子称作光子,而它之所以能以光速移动,乃是因为它没有质量。

)

自爱因斯坦以来,物理学家发现有些存在可以达到超光速(意指比光速还快),并且仍遵循狭义相对论中所主张的宇宙常规。

虽然这些存在无法反驳爱因斯坦的理论,但却让我们对光及量子界的奇特行为能有洞察了解的机会。

比光速快之一:量子

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物理学家们认为宇宙大爆炸之后即刻发生的状况就是如此,而这个时期称为大爆胀,在1980年代由物理学家阿兰·古斯(Alan Guth)及安德烈·林德(Andrei Linde) 首度提出这样的假设。

在百万分之一秒的百万分之一的时间之内,宇宙再三的双倍扩张,因此宇宙的外缘得以快速扩展,而速度甚至比光速还快。

量子纠缠听起来复杂又吓人,但是就最初的纠缠而言,只是次原子粒子彼此互相沟通交流而已。

Kaku在Big Think解释道:“根据量子理论来说,如果我有两颗电子靠得很近,它们可以和谐的一起震动。

”现在,即使把那两颗电子分开至距离有几百光年甚至几千光年之远,它们之间即时通讯的桥梁依然可以保持畅通。

Kaku写道:“如果我轻摇一颗电子,则另一颗电子立刻能‘感应’到这个震动,这样的通讯比光速还快。

虽然没有任何东西可以超越光速,但爱因斯坦想到了这点,因而反驳了量子理论。

事实上,1935年时,爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基(Boris Podolsky)及纳森·罗森(Nathan Rosen)试图进行一场有如爱因斯坦提出的“鬼魅般行动的超距作用”之思想实验,并借此反驳量子理论。

然而讽刺的是他们的报告为现今称之为爱因斯坦-波多尔斯基-罗森悖论(Einstein-Podolsky-Rosen paradox;EPR)奠定了基础。

此悖论主要在描述量子纠缠的即时通讯,而此对于世界上一些最尖端科技,如量子密码学而言,是不可或缺的重要部分。

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