现代科学认为,我们的宇宙诞生于138亿年前,当时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,我们的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所看到的样子,地球就是宇宙大爆炸之后诞生的行星,在地球上拥有很多生命,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度很快,当人类走出地球之后才发现,宇宙浩瀚而神秘,在宇宙中有很多人类还无法解释的奥秘,而且太阳系只是宇宙中非常渺小的一个星系。
在太阳系之外还有很多星系和天体,在其他星系和天体当中,是不是存在生命?目前科学家也在积极的研究当中,不过想要真正了解宇宙中的其它行星上面是不是存在外星文明,最好的办法就是亲自登陆其它星球,这样我们才能够准确的判断出外星文明是否存在,不过可惜的是,人类现在的飞行速度很慢,连飞出太阳系都非常困难,更别说登陆其它星球了,想要登陆其它星球,人类必须实现超光速飞行,现在人类的飞行速度连光速的百分之一都达不到,更别说超光速飞行了,在宇宙中,科学家已经发现了多种超光速现象,在它们面前,光速显得和蜗牛一样慢,下面我们就一起来看看这些超光速现象。
第一种超光速现象——虫洞穿梭
虫洞也被称为爱因斯坦-罗森桥,是基于爱因斯坦的广义相对论所预言的一种时空结构。从理论上来说,虫洞就像是宇宙中连接两个不同时空区域的捷径或隧道。在正常的时空里,从一个点到另一个非常遥远的点可能需要花费极长的时间,即使以接近光速飞行也难以快速到达。但如果存在虫洞,就可以通过这个特殊的通道在极短的时间内实现从宇宙的一处到另一处的跨越,这就是虫洞穿梭。从常规的物理学角度来看,任何有质量的物体都没有办法达到光速或者是超越光速,因为根据狭义相对论,当物体接近光速时,其质量会趋近于无限大,需要无限大的能量来推动,这在现实中是不可能实现的。
不过虫洞穿梭提供了一种看似可以超越光速的可能性,它并不是让物体真正的在时空中以超光速的速度飞行,而是通过扭曲时空,创造出一个比正常时空路径短很多的通道,就好像是在一张纸上有两个点,原本沿着纸面从一个点到另一个点距离很长,但是如果将纸对折,让两个点靠在一起,通过虫洞连接这两个点,那么从一个点到另一个点所花费的时间会大大缩短,不过想要实现虫洞穿梭,也并不是一件容易的事情,毕竟虫洞现在只存在于理论当中,还没有明确的证据发现他的存在,即使虫洞真的存在宇宙当中,其可能非常隐蔽,或者存在于宇宙中非常遥远的区域。
从理论上来看,虫洞需要具有负能量密度的奇异物质来支撑,以防止其因引力作用而迅速坍缩,制造虫洞和维持虫洞以及实现穿越都需要很大的能量,这种能量已经超出了我们的想象,根据科学家的计算得出,维持一个半径1光年的可穿越虫洞所需要的负能量的质量相当于整个银河系所有物质总和的一百倍,所以想要实现虫洞穿梭并不是一件容易的事情。
第二种超越光速的现象——高维空间跳跃
高维空间跳跃是根据弦理论等现代物理学理论,宇宙可能存在10维甚至更多维度,在高维空间中,空间结构和物理规律和我们熟悉的三维空间有很大不同,在三维空间中,两点之间直线距离最短,但是在高维空间中,可能存在更短的路径连接这两点,我们可以想象一下,在一个二维的平面上的生物,它只能感知到前后、左右两个方向,对于它们来说,从平面上一点到另一点,只能沿着平面上的路径移动。但如果存在三维空间,我们可以将这个二维平面弯曲,使这两点在三维空间中靠近,然后在二维生物看来,就好像是从一点瞬间“跳跃”到了另一点,而这个过程在二维空间中看起来似乎超越了它们所能理解的速度极限。
同理,在我们的三维空间中,如果能够利用高维空间,就有可能找到一种路径,使得在三维空间中看似相距遥远的两点,在高维空间中可以通过某种“捷径”连接起来。通过这种高维空间的“跳跃”,在三维空间的观察者看来,物体好像在极短时间内跨越了极长的距离,似乎超越了光速。这种方式其实就是利用了高维空间的特殊几何结构,找到了更短的路径,缩短了在三维空间中两点之间的旅行时间,这种超越并不是传统意义上在三维空间中通过加速使速度超越光速,而是通过空间的扭曲和变换来实现快速转移。
第三种超越光速的现象——量子纠缠
量子纠缠指的是,当两个或者多个粒子处于纠缠状态时,它们的量子态是高度关联的,比如说一对纠缠粒子可能处于自旋相反的状态,比如说一个上旋,另一个下旋,纠缠粒子的关联性是全局的,和空间距离无关,即使它们相隔光年,测量其中一个粒子的状态也会立即影响另一个粒子的状态,比如说我们将两个配对好的粒子其中一个放在地球上,另一个放在火星上面,只要我们影响地球上的粒子,那么火星上面的粒子也会受到影响,而这个影响的速度是瞬间完成的,爱因斯坦将其称为是“鬼魅般的超距作用”,认为这暗示量子力学的不完整。量子纠缠这种“瞬间响应”并未传递实际信息。
在信息传递中,需将信息编码在信号载体上从一点传至另一点。而在量子纠缠中,无法通过对一个纠缠量子的操作,将特定信息以超光速传递给另一个量子。因为在观测前,纠缠量子的状态是不确定的,测量行为使它随机坍缩到某个状态,无法事先控制,所以不能利用它来有目的地传递信息。相对论中“光速不可超越”是指有质量的物体无法达到或超过光速,信息传递速度也不能超光速。量子纠缠的“超距作用”不涉及实际信息超光速传递,所以与相对论并不矛盾。总之,量子纠缠的“瞬间关联”是量子世界的一种特殊现象,不能简单地理解为一种超光速的信息传递或物质运动。目前科学家也在积极的研究量子纠缠的奥秘。
如果人类能够将量子纠缠运用到生活当中,那么人类的科技水平一定能够大幅度的提升,到时候人类或许真的能够登陆其它星球,或者通过量子纠缠技术看到其它星球上面的景象。
第四种超越光速的现象——宇宙膨胀的速度
宇宙膨胀是20世纪科学家最惊人的发现之一,而它的速度在某些情况下甚至能够超越光速,在1929年的时候,美国天文学家埃德温·哈勃通过望远镜观测发现,几乎所有的遥远星系都在远离地球,而且距离我们越远的星系,远离的速度越快。这种现象被称为是红移,当光源远离我们时,光的波长会被拉长,颜色偏向红色(类似救护车鸣笛远离时的声波变低),哈勃由此总结出哈勃定律:星系退行速度(v)与其距离(d)成正比,即 **v = H₀ × d**(H₀为哈勃常数)。宇宙膨胀并不是科学家凭空猜测出来的,而是通过其他现象验证了这一结论,这是宇宙大爆炸留下的余晖,其均匀分布支持了早期宇宙快速膨胀的理论。
在20世纪90年代的时候,科学家通过观测la型超新星的亮度,科学家发现了宇宙不仅仅在膨胀,还在加速膨胀,这暗示了暗能量的存在,那么为什么宇宙膨胀的速度能够超越光速?根据爱因斯坦的狭义相对论规定,任何物体在空间中的运动速度不能超越光速,但是宇宙膨胀的本质是空间本身在伸展,而不是天体在空间中飞行,根据哈勃定律,一个星系远离我们的速度取决于他和地球之间的距离,比如说哈勃常数为70 km/s/Mpc(当前估算值),那么:
- 距离1百万秒差距(约326万光年)的星系,退行速度为70 km/s;
- 距离140亿光年的星系,退行速度会接近光速;
- 超过某个临界距离(约140亿光年)的星系,退行速度就会超过光速。
由于光速的限制,我们能够观测到的宇宙范围大约是930亿光年,受限于光在138亿年宇宙年龄内传播的距离,而更远区域因空间膨胀速度超过光速,其光线永远无法到达地球,这意味着宇宙中存在我们永远看不到的隐藏区域,随着时间的膨胀,加速膨胀的宇宙会导致遥远星系逐渐退出可观测范围,数十亿年后,地球的夜空可能只剩下银河系和相邻星系,其余区域将会陷入永恒的黑暗,对于人类来说,宇宙膨胀会将不同的区域分割开来,这意味着人类可能永远都无法飞出太阳系。
第五种超越光速的现象——曲速引擎
曲速引擎的巧妙之处在于,它不靠加速飞船本身,而是改变周围的空间结构,想象你站在一张铺平的床单上,床单两端分别放着一个苹果(代表起点和终点)。传统飞行就像从床单表面爬过去,而曲速引擎的做法是:
1. 压缩前方空间:把床单前方的布料使劲往前拉,让起点和终点之间的布料折叠起来
2. 扩张后方空间:同时把身后的布料向后推
3. 包裹飞船移动:这时飞船所在的"空间泡泡"会被折叠的空间带着向前滑行,就像冲浪板借助海浪移动
飞船本身并没有在空间中以超光速移动,而是通过改变空间结构,让目的地主动靠近飞船,不过想要实现空间扭曲并不是一件容易的事情,根据墨西哥物理学家米格尔·阿尔库贝雷(Miguel Alcubierre)1994年提出的数学模型,需要两种特殊操作:
1. 前方空间收缩:用类似"负能量"的物质让飞船前方的空间像被吸尘器吸走一样压缩
2. 后方空间膨胀:用特殊能量让飞船后方的空间像吹气球一样扩张
现在科学家面临的问题是,要产生足够的负能量,目前只在实验室通过卡西米尔效应观测到微观尺度的负能量,这些负能量根本没有办法支持曲速引擎的飞行,想要真正的实现这项技术,人类还需要继续努力才行,小编认为,宇宙中这些超光速飞行已经超出了人类的想象,除了这些技术之外,宇宙中是不是还存在其他的超光速现象?目前科学家还在积极的研究当中,小编认为,人类作为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发展。说不定人类能够实现超光速飞行,这样我们就能够移民到其它星球,希望这一天能够早日实现,对此,大家有什么想说的吗?