每秒30万公里的光速,是宇宙极限速度吗?超光速存在?

【菜科解读】
速度是探索世界最快的途径之一,从古至今,人类都在不断的提升自己的速度,古时候,由于人类的科技不够发达,所以古人一辈子只能够在范围百里的范围内活动,不过随着人类科技的进步,人类发明了很多先进的交通工具,比如说汽车、火车、轮船、飞机、火箭等等,这些先进的交通工具让人类的出行速度变得越来越多,现在人类依靠火箭已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度还是非常快的,当人类走出地球看到宇宙之后,人类的好奇心被宇宙的浩瀚所吸引,人类想要知道宇宙到底有多大?在宇宙中除了地球生命是不是还存在其它的生命?带着这些疑问人类走上了探索宇宙的道路。
经过人类几百年的探索,现在人类已经对宇宙有了一定的认知,根据科学家的研究得出,我们的宇宙是一个浩瀚无边的星际空间,在宇宙中天体的数量非常多,有恒星、行星、彗星、小行星、中子星、白矮星、黑洞等等,我们的地球其实就是太阳系中的一颗行星,在太阳系中一共有八大行星,而地球这颗行星和其它行星最大的区别就在于,地球诞生了生命,生命的出现给地球这颗行星增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了地球上很多的奥秘,虽然宇宙中的天体数量很多,但是天体之间的距离都是非常遥远的。
到现在为止,人类都无法飞出太阳系,而太阳系只是银河系中的一个小星系,在银河系的外面还有本星系群,在本星系群的外面还有室女座超星系团,目前人类能够观测到的宇宙直径大约是930亿光年,不过这并不是宇宙的全部范围,宇宙或许比我们想象的还要大,既然宇宙这么广阔,那么宇宙中最快的飞行速度是什么?根据科学家的研究得出,现在人类已知的最快飞行速度就是光速,光速大约是每秒30万公里,曾经人类一直认为光速传播是不需要时间的,但是后来著名的物理学家伽利略意识到了光速是有限的,并且他对光速进行了测量。
他和他的助手爬上了两座山进行实验,实验的原理也很简单,助手拿着一盏非常明亮的灯,用木板挡住它,然后助手将木板移走,露出灯光,伽利略计算助手移走木板和自己看到灯光的时差,用距离处于时间就是光速,不过这个实验最终计算的结果误差太大,毕竟光速传播的速度很快,人类的反应速度根本不知道光速传过来用了多长时间,虽然伽利略没有计算出光速,但是在1676年的时候,一位叫做奥勒.罗默的科学家也计算了光速,他利用木卫一的轨道阴影交替的时间,计算出了木卫一的轨道周期时间是42小时25分16秒,一般来说,天体的运动轨迹是不会变的,所以他认为,木卫一应该是每隔42小时25分16秒就会被木星遮住。
这位科学家经过多年的研究发现,地球距离木星最远的时候,木卫一出现的时间要比地球距离木星最近的时候多22分钟,他认为,这22分钟就是光子从地球到木星所用的时间,利用这个办法,他计算出了光速大约是每秒21万千米,这个数值和现在的光速相比,还是差的很多,不过在那个年代能够计算出光速来,已经是非常了不起了,后来在1728年,科学家詹姆斯.布雷德利用光行差计算出光速大约是每秒29.8万千米,这个光速数值基本上和现在的数值类似,在人类眼中,光速是非常快的,它能够一秒钟围绕地球飞行7圈半,如果人类能够拥有如此之快的速度,那么我们能够在瞬间达到地球的任何地方。
不过站在宇宙的尺度上来说,光速也显得非常慢,因为宇宙空间实在是太大了,一个小小的银河系直径就达到了20万光年,光年是一个距离单位,一光年就相当于光速飞行1年的距离,20万光年就相当于光速飞行20万年,如此之快的光速在面对宇宙的时候,也显得很慢,如果这样看的话,那么人类永远都无法找打宇宙的边缘,而且根据爱因斯坦的理论得出,任何有质量的物体都只能够无限接近光速,并不能够达到光速,也不可能超越光速,这就意味着人类的飞行速度无法超越光速,既然如此,那么是不是宇宙中就不存在比光速更快的速度了?根据科学家的研究发现, 宇宙中存在超光速现象。
第一种超光速现象——宇宙膨胀的速度
现代科学认为,我们的宇宙诞生于138亿年前,在138亿年前,有一颗奇点发生了爆炸,奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点,这个点爆炸以后,宇宙快速的向四周膨胀,经过138亿年的时间,宇宙才膨胀成我们现在看到的样子,到现在为止,我们的宇宙都没有停止膨胀,而且膨胀的速度比光速还快,在20世纪初的时候,美国物理学家埃德温.哈勃在通过观测遥远的星系运行,发现了星系正在快速的远离地球,而且这也是宇宙膨胀的一个有力证据,那么哈勃是如何发现星系正在远离地球的?这其实需要一个著名的效应:多普勒效应。
#p#分页标题#e#当一辆火车靠近我们时,我们能够听到火车的声音非常尖锐,这是因为声音频率会变高,但是当火车远离我们时,声音就会变低,这其实就是多普勒效应的一种体型,而光也具有这样的效应,当光源不断靠近我们时,光的波长就会变短,发生蓝移,当光远离我们时,光的波长就会变长,发生红移,埃德温.哈勃在观测遥远星系的时候发现了星系光谱出现了红移现象,这说明这些星系正在远离我们,看到这个现象之后,他提出了一个宇宙膨胀的理论,这个理论刚提出之后,很多科学家都不敢相信,因为在此之前,科学家一直都认为我们的宇宙是静态的。
这个理论打破了人类对宇宙的传播认知,而且让人类知道了宇宙膨胀的速度非常快,已经远远超过了光速,科学家认为,在宇宙大爆炸的1秒钟内,宇宙空间就膨胀到了10万光年的范围,到现在为止,我们的宇宙已经膨胀了138亿年,而宇宙的范围已经超出了人类的想象,现在宇宙空间到底有多大?科学家也不知道,不过未来随着人类科技的努力,说不定人类能够找到宇宙的边缘。
第二种超光速现象——虫洞穿梭
在100多年前,伟大的物理学家爱因斯坦以一己之力推翻了牛顿的绝对时空观,爱因斯坦认为,时间、空间、速度都是有联系的,当一个物体的飞行速度越快时,它所使用的时间就越少,简单来说就是时间的流逝会随着物体飞行速度的快慢而改变,而且科学家利用钟慢效应也证实了这一点,如果说你乘坐一艘亚光速飞行在宇宙中飞行,1年后你回到地球,你只长大了1岁,但是地球上的时间已经过去了几千年或者是几万年,除了速度能够影响时间之外,引力也能够影响时间的流逝,在引力非常强大的区域,光速也会变得很慢,比如说黑洞,黑洞是爱因斯坦在100多年前利用公式计算出来的。
但是他本人都不相信黑洞存在宇宙当中,不过后来随着人类科技的发展,人类证明了黑洞确实存在,黑洞的特性就是不断的吞噬物质,任何进入黑洞视界范围内的物质都会被黑洞吞噬,连光都不例外,爱因斯坦认为,在黑洞的另一边可能还存在一个神秘的天体白洞,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,虫洞就是能够穿越时空的隧道,黑洞的特性是不断的吞噬物质,而白洞的特性就是不断的喷发物质,黑洞和白洞连接在一起就形成了虫洞,如果我们能够找到虫洞,那么我们就能够瞬间穿越到宇宙的另一端。
而这个速度也远远超过了光速,但是到现在为止,科学家并没有找到虫洞,黑洞到底是不是虫洞的入口?现在科学家也不清楚,在很多科幻作品中,我们能够看到人类通过虫洞快速的到达宇宙的其它地方,未来随着人类科技的发展,说不定人类真的能够在宇宙中找到虫洞,即使人类无法找到虫洞,人类或许也能够在宇宙中制造出一个虫洞来,希望这一天能够早日到来。
第三种超光速现象——曲速引擎
曲速引擎就是在时空中制造一个时空泡,飞船在时空泡中相对静止,时空泡以超光速运动,带动飞船一起前进,这就类似我们驾驶着一艘小船,小船并没有前进,而是跟随着水流的速度前进,水流的越快,小船行驶的速度就越快,水流的越慢,小船行驶的速度就越慢,曲速引擎就是这个原理,而且时空的超光速运动并没有违反爱因斯坦的理论,因为时空运动本身并没有传递任何信息,就像宇宙超光速膨胀一样,这种超光速并未传递信息,不违背光速不可超越的法则。
科学家认为,这种方式通过操控飞船周围的时空,让前面的时空压缩,后面的时空伸展膨胀,这样就能够带动时空泡超光速前进。
#p#分页标题#e#科学家认为,曲速引擎也是有一定限制的,因为宇宙空间不可能被无限制的扭曲,当曲速引擎达到9.9999级时,就是它的极限,而这个速度能够达到光速的20万倍,这对于人类来说绝对是一个好消息,如果人类真的能够实现曲速引擎,那么人类飞出太阳系就非常简单了,不仅如此,人类还能够飞出银河系,探索更大的宇宙空间,这样人类就能够飞行到类似地球的行星上面,看看这些行星上面是不是存在生命,现在科学家也在积极的研究曲速引擎,值得让人兴奋的是,美国科学家曾经在研发期间发现了世界上第一个纳米级翘曲气泡,这对人类研究曲速引擎来说意义非凡,未来随着人类科技的进步,说不定人类真的能够实现曲速引擎。
现在人类能够想到的超光速现象只有这三种,毕竟人类对宇宙的认知是有限的,宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中可能还存在其它的超光速现象,而且宇宙中还隐藏着很多非常强大的能量,比如说反物质,反物质和正物质相遇时,会发生湮灭,并且释放出巨大的能量,这种物质转化能量可以达到百分之100,我们的核聚变转化率也只有百分之0.7,核裂变的转化率大约是百分之0.135,从转化率我们就能够知道反物质到底有多么强大,我们的太阳就是通过内部核聚变的反应来释放能量的,对于我们来说,太阳的能量非常大,但是它的转换率也只有百分之0.7,如果人类真的能够在宇宙中找到大量的反物质,对人类的科技发展来说,有很大的帮助。
除此之外,科学家认为宇宙中还存在暗物质,暗物质占到了宇宙总质量的百分之90,我们的恒星、行星、彗星等等占到了宇宙总质量的百分之10,这说明暗物质才是宇宙中最主要的物质,科学家认为,暗物质非常强大,它能够释放出暗能量,这种能量可以推动宇宙不断的膨胀,还能够控制天体的运行,为了寻找暗物质,科学家们也做了很多努力,但是这么多年过去了,科学家并没有在宇宙中发现暗物质,这说明暗物质或许比我们想象的还要神秘,不过人类是地球上最有智慧的生命,人类的科技在不断的进步,未来随着人类科技的进步,说不定我们能够找到暗物质,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,对此,大家认为宇宙中还有哪些超光速现象。
第一次观察到白矮星的X射线爆炸现象
这种死亡的太阳有时会在一次超热的爆炸中恢复活力并产生一个X射线辐射的火球。
来自包括图宾根大学在内的几个德国机构的一个研究小组在弗里德里希-亚历山大-纽伦堡大学(FAU)的领导下第一次观察到了这样一个X射线光的爆炸。
“这在某种程度上是一个幸运的巧合,真的,”来自FAU天文学机构的Ole König指出“这些X射线闪光只持续几个小时,几乎不可能预测,但观测仪器必须在准确的时间直接对准爆炸。
”他跟Jörn Wilms博士教授和来自马克斯-普朗克地外物理研究所、图宾根大学、巴塞罗那加泰罗尼亚理工大学和波茨坦莱布尼茨天体物理研究所的研究团队一起在《自然》上发表了一篇关于这次观测的文章。
这种情况下的仪器是eROSITA X射线望远镜,它目前位于离地球一百五十万公里的地方,自2019年以来一直在调查天空中的软X射线。
2020年7月7日,它在天空中的一个区域测量到了强烈的X射线辐射,而这个区域在4小时前是完全不显眼的。
四小时后,当X射线望远镜测量天空中的同一位置时辐射已经消失了。
由此可见,之前完全过度暴露在探测器中心的X射线闪光一定持续了不到8小时。
像这样的X射线爆炸在30多年前就被理论研究所预测,但直到现在还没有被直接观察到。
这些X射线的火球发生在太阳的表面,这些太阳在用完大部分由氢和后来在其核心深处的氦组成的燃料之前其大小跟太阳相仿。
这些太阳的尸体不断缩小,直到剩下白矮星,它们的大小跟地球相似,但其质量可能跟我们的太阳相似。
“想象这些比例的一种方法是把太阳想象成跟苹果一样大小,这意味着地球将跟针头一样大小并以10米的距离围绕苹果运行,”Jörn Wilms解释道。
来自图宾根大学的Victor Doroshenko博士补充称:“这些所谓的新星确实一直在发生,但在大多数X射线发射产生的最初时刻探测它们真的很难。
不仅闪光的持续时间短是一个挑战,而且发射的X射线的光谱非常软。
软X射线的能量不大,容易被星际介质吸收,所以我们在这个波段不能看得很远,这就限制了可观察的物体的数量--无论是新星还是普通的太阳。
望远镜通常被设计成对较硬的X射线最有效,因为那里的吸收不那么主要,而这正是它们会错过这样一个事件的真相!”Victor Doroshenko总结道。
另一方面,如果要把一个苹果缩小到针头大小,那么这个微小的颗粒将保留苹果相对较大的重量。
Jörn Wilms继续称:“来自白矮星内部的一茶匙物质很容易就具有跟一辆大卡车相同的质量。
由于这些烧毁的太阳重要由氧和碳组成,我们可以把它们比作在宇宙中漂浮的与地球同样大小的很大钻石。
这些珍贵宝石形式的物体温度很高,会发出白色的光芒。
然而这种辐射非常微弱,从地球上很难探测到。
除非白矮星伴随着一颗仍在燃烧的太阳,也就是说,当白矮星很大的引力从伴随的太阳外壳中吸引氢气时。
FAU的天体物理学家Jörn Wilms说道:“随着时间的推移,这些氢气可以在白矮星的表面聚集成一个只有几米厚的层。
”在这层中,很大的引力产生了很大的压力,这种压力非常大,以至于大到导致太阳重新点燃。
在一个连锁反应中,它很快就会发生很大的爆炸,期间氢气层被炸掉。
像这样的爆炸的X射线辐射就是2020年7月7日击中eROSITA探测器的真相,产生了一个过度曝光的图像。
“对来自白矮星大气层的X射线辐射的物理来源的理解相对较好,我们可以从第一原理和精致的详情中建立它们的光谱模型。
将模型跟观测结果进行比较可以了解这些物体的基本属性,如重量、大小或化学成分,”来自图宾根大学的Valery Suleimanov博士说道,“然而,在这种特殊情况下的问题是,在30年没有光子的情况下,我们突然有了太多的光子,这扭曲了eROSITA的光谱反应,eROSITA的设计则是为了探测数以百万计的非常微弱的天体,而不是一个但非常璀璨的物体”,Victor Doroshenko补充道。
Jörn Wilms则表示:“利用我们最初在支持X射线仪器开发时拟定的模型计算,我们能在一个复杂的过程中更详细地分析曝光过度的图像,从而获得一个白矮星或新星爆炸的幕后观点。
”根据这些结果,,这颗白矮星的质量大约相当于我们的太阳,因此相对较大。
爆炸产生了一个温度约为327,000摄氏度的火球,这使其温度为太阳的60倍。
“这些参数是通过将X射线辐射模型跟Valery Suleimanov和Victor Doroshenko在图宾根创建的非常热的白矮星所发出的辐射模型相结合,以及在FAU和MPE进行的远远超出规格的制度下对仪器反应的非常深入的分析而获得的。
我认为这很好地说明了现代科学中合作的主要性--以及德国eROSITA联盟中广泛的专业知识,”来自图宾根大学的Klaus Werner教授博士补充道。
由于这些新星很快就耗尽了燃料,它们会迅速冷却,X射线辐射则会变得更弱并直到最后变成可见光,其在eROSITA探测到的半天后到达地球并被光学望远镜观测到。
Ole König指出,随后出现了一颗看似璀璨的太阳,这实际上是来自爆炸的可见光且非常璀璨,以至于在夜空中可以用肉眼看到它,“像这样看似‘新星’的现象在过去也曾被观测到过。
由于这些新星只有在X射线闪光后才干看到,因此很难预测这种爆发,当它们撞上X射线探测器时重要是靠运气。
”
如果“鬼”存在,会给世界带来什么结果?
调查表明,不少人相信世界上存在鬼,甚至还有人声称看到过鬼。
那么,鬼真的存在吗?如果鬼存在,他们又是由什么构成的呢?根据一些人的描述,“鬼”通常是半透明轻飘飘的,他们可以任意穿过物体,还能漂浮在空中。
从量子力学的角度来看,就算是人也能发生量子隧穿效应,穿过一堵实心的墙壁。
只不过这个概率非常低,仅为1/10^35 假设墙壁厚度为1米,近乎等于0。
由此可见,能够任意穿墙的鬼不可能发生了量子隧穿效应。
如果鬼存在,他们不会是由普通的粒子构成。
在现代物理学中,符合任意穿墙性质的粒子可能只有中微子。
中微子的质量极小,不带电荷。
中微子有着“幽灵粒子”之称,因为它们可以随意穿透物体,哪怕是地球也能轻松穿透。
据估计,每秒有100万亿个中微子穿透人体,其中大部分来自于太阳,但我们根本察觉不到。
正是由于中微子捉摸不定,想要探测到它们极为困难,物理学家需要深入地下排除各种干扰。
不过,没有一种力可以让中微子大量聚集形成宏观物体,而且我们也感知不到中微子,所以“鬼”基本上不可能是由中微子构成的。
另外,人死之后,原子并没有发生变化,不涉及核反应,也不会产生中微子。
除此之外,能够解释鬼的存在也许只有平行宇宙或者高维时空。
如果宇宙之外还有其他平行宇宙,它们之间有可能存在着某种相互作用,导致我们接触到另一个宇宙中的物种。
或者“鬼”是高维时空中的物种。
对于人类而言,我们所能感知到的空间只有三个维度。
如果还有第四个空间维度,对于四维物种来说,三维封闭空间是可以从第四个维度穿透过去的。
这就如同二维平面上的一个圆圈,对于二维物种来说,圆圈是封闭的,但我们可以从第三个维度任意进出圆圈。
从目前的科学来讲,鬼是不存在的,上述猜测都没有得到任何切实证据的支持。
科学讲究的是证据,结果具有可重复性。
事实上,很多“遇鬼事件”往往是心理作用,或者是幻觉。
研究表明,人类听不到的次声波,看不见的电磁波,它们都有可能致使人产生不适的感觉,甚至会让人觉得看到了鬼。
另外,诸如毒蘑菇这样的有毒物质也会让人产生异常的幻觉。
虽然科学表明鬼不存在,但如果假设世界上真的有鬼,这会给世界带来什么结果?会造成恐慌吗?在这种情况下,地球将会变得“鬼满为患”。
人类在地球上已经存在了两百多万年,曾经在地球上生活过的人类数量远多于目前全球人口总数。
据估计,已经逝去的人类数量多达1000亿。
如今的地球已经让人感觉拥挤不堪,在此基础上,数量再多个将近13倍,我们一出门估计就能遇上“鬼”。
如果真的有鬼,也许肆无忌惮的人就会少很多。
另一方面,这可能会降低人们对死亡的恐惧。
因为人死之后,还有希望再见到已故之人,死亡不再是虚无的终结。