国内外超光速研究情况,以及相关资料

古今霸绝天下 2023-02-08 18:22:04

光速是否真如爱因斯坦“相对论”所言是宇宙中物质的极限运动速度,且绝不可能超越?物质超光速传输或飞行是否可能?

传统固有思维的束缚

几乎所有人在考虑加速到光速乃至超光速时,爱因斯坦的相对论犹如一个不可撼动的宇宙物理法则一般横亘在探索研究之路上,甚至绝大多数人基于:因为相对论认为光速不可超越,所以任何物体都不可能达到光速更何谈超光速(没有别的为什么,就是因为相对论,你若想谈超光速请你先读相对论)这样的态度。事实上,几乎所有人(包括当今绝大多数权威科学家们)都忽视了,爱因斯坦创建相对论时,其思考分析的场景是物体加速必须依靠【相对力学关系】的加速场景,也就是依靠作用力与反作用力原理获得前进动量的加速场景,由于人类目前所有的动力装置,无论水里的船/陆地的车辆/空中的飞机还是太空火箭,人类迄今为止所能想到的加速方式一直都是这样,从爱因斯坦创建相对论之前,直到现在也是这样,所以实际上这恰恰就是相对论的局限性所在,爱因斯坦他本人以及当时乃至当今几乎所有科学家们就没有想过可能存在的其他的加速方式,任何物理定律都有其适用的场景!

在本人文章《超光速飞行可以实现! 我带您深度思考》https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingshare?context={"nid"%3A"news_9621601511937805311"} 中详细分析了超光速的可行性逻辑,不需要普通人看了眼花缭乱的公式耍秀,只要打开思维方式就能明白,光速绝不可能是物质速度的极限,并理解真正需要思索和研究的方向是什么。

有没有现实中的超光速现象

研究超光速,最大的障碍,就是传统思维的束缚,有些人非要说不可能,就造成了完全没有讨论下去的机会和可能,

人类绝大多数科学探索的起因都是由于对自然现象的分析研究而来,如果现实中就存在超光速现象,那么“除光子外物体不可能达到甚至超越光速”的假说直接就事实性推翻了,在讨论该问题时就可以直接堵上那些以相对论为理由反对超光速研究的人的嘴,那么现实中有没有超光速现象呢?有!比如核电站启动过程中的【切伦科夫辐射】是地球上唯一可以观测到的超光速现象;

核电站启动时的"切伦科夫辐射"超过了同在水中的光速

还有【天体超光速】现象,从1972年开始,天文学家陆续观测到某些类星体如3c120, 3c273, 3c345 等类星体自身膨胀速度已经超过了光速!天文现象中,星体的超光速膨胀/类星体的光变现象和喷流,以及人工特制的透明介质中,光波群速度可以远远超过真空中的光速,这是自然界见不到的现象。

中子星合并时的粒子喷流可高达7倍光速

这些现象都足以说明了,在一些特定条件下物质超越光速并非不可能!但,实际上即便如今已经证实存在超光速现象,依然有无数的人坚持相对论的光速不可超越论。

国内关于“超光速”研究的现状

研究探索未知的前所未有的新领域,必然会出现被传统的科学认知给束缚和不认同的现象,就如“地心说”流行时代,有人提出“日心说”却没办法呈现给大众时是多么难以被大众接受。正因为如此,研究超光速目前仍然属于不被主流科学认可的"边缘行为",甚至在国内一直属于个人行为,没有资金支持,没有团队协同。

目前国内外对于超光速研究主要分为两派:一派,坚信相对论的绝对性地位,非要硬着头皮从不违反相对论的角度去探索超光速的可能,提出比如曲率引擎/ 时空弯曲/ 空间折叠/ 宇宙虫洞/ 平行宇宙/ 多维空间/… 等等;另一派则认为相对论的解释是不完备的,仅能解释自然条件下以及传统认知条件下的现象和现有技术条件下加速情况,探索可能存在的相对论所没有设想到的特殊加速机制。在普通人看来前者似乎更靠谱一些,这也是如今网络上以及专业学界普遍流行前面一派的居于绝对多数的原因,然而我认为前者恰恰是最没有可能性和荒诞的,因为坚持不打破旧认知中认为的不可能,结果造成了更大的不可能,曲率引擎/ 时空弯曲/ 空间折叠/ 宇宙虫洞/ 平行宇宙/ 多维空间/…这些哪一个具备可行性?就算似乎最有可行性的曲率引擎,事实上也需要制造宇宙级别的容器才可能把宇宙空间压缩,没有容器凭空压缩空间是不可能的!就算坚持认为爱因斯坦的引力导致时空扭曲是对的,理论计算也需要用太阳10亿倍的能量才能维持一艘飞船的所谓曲率泡,就算可行,到达哪里是可以确定的和可人为定义的么?按宇宙尺度如此渺小的人类怎么可能掌握和控制如此巨大的能量?制造能把空间压缩扭曲的宇宙超级无敌引力,那不就是黑洞么?这样的场景进去后能活着出来么?压缩的到底是飞船前面的空间还是把飞船自身给压缩了呢?显然这种抱着不打破相对论试图研究准光速和超光速的可能性全都是否定的!反而是质疑和打破相对论束缚,建立全新加速机制的,用新的加速理论方案和新的数学计算方法,才是真正值得思考和探索的方向。

研究超光速传输/超光速飞行最重要的就是打破相对论的传统思维束缚,找到新的加速理论和方式。其实,尽管爱因斯坦相对论认为光速是不可超越的,以至于影响到全球整个科学界成为物理法则一般不允许挑战的地位,但一直以来始终有那么一些学者和科学家们试图探究研究超光速的现象和可能的理论依据,国内从90年代起就有几个研究者以个人业余时间研究着,但都是集中在理论思索层面,数学公式列了一大堆,但我认为都没有思考到真正的问题点上,所以迄今为止都没某任何实质性进展,不少学者基本都只是在理论层面试图在证明和打破爱因斯坦关于“光速不变性原理”以及“光速不可超越的定论”的认知束缚。

张元仲《狭义相对论实验基础》中,列举了许多支持相对论性质量函数的实验文献。但通过归纳法可明显看出,以相对论性质量方程式(2-4)为基石的相对论动力学基本方程式(2-5),在实验方法上缺乏获得反向减速电压法验证的空白,因此相对论性质量的确立还为时过早。根据相对性最小作用力原理[12).任何运动状态下两个相互作用的物体,在趋于相对静止或相对速度为零的过程中,其相互作用的合力趋于或等于零。令一个电子以逐渐接近光速的速度在稳定加速电压中运动,那么根据相对性最小作用力原理,在忽视外力的条件下可得出电子与加速电场作用力的关系为F或qE—>0是广义力速关系成立的理论依据,显然必需令被加速电子的惯性质量始终保持不变为常数即m=9.109x10kg。因为狭义相对论没有相关的描述,而忽视了相对性最小作用力原理的存在,错误的将洛伦兹修正系数或速度因子张冠李戴的强加于惯性质量头上,从而得出任何有质量的物体都不可能达到甚至超过光速的谬论。

肖军《统一场及动体电磁理论》等在内的许多学者发表文章,认为或提出光速可变的物理思想。但也有学者认为没有必要,因为光速作为电动力学相关加速场的极限速度值,在真空中其测量值永远是同一量值或常数。因此我们应辩证地认识光速不变原理在力学中的应有地位与局限性,不能由于质疑狭义相对论的正确性与完善性,而刻意立论指导实验去寻找问题,从而以期达到全盘否定光速不变原理的目的。

在爱因斯坦的论文发表前的1904年,索末菲写过一篇文章,讨论了把粒子加速到光速c以上时的情景。表明光速并不神秘,其存在是一种客观物理现象,只是说明了真空中光速在所有惯性系中都是等价的,在与电.磁.光为主相关的物理事件中为速度的极限值。在异于电.磁,光相关的加速物理事件及状态下,不存在光速极限问题。爱因斯坦将其任意推广确立c值为普遍意义的物体运动速度极限值,并与式(2-4)表述的相对论性质量概念结合,从而得出相对论力学基本方程式(2-5),是一种建立在错误物理概念上的运用与推广,因而结果自然也是错误的!

焦克芳《超光速现象的化学角度思考》超光速实验已经有多次报道,我国也开过两次讨论会、还出版了专著。最近Nature报道,王力军及其同事证明,激光脉冲在异常色散区域内传播的群速度不仅超过了真空中光速c.甚至在达到300倍c的情况下,脉冲形状保持不变。现代实验事实表明,光在不同介质中的传播速度是不同的,既可以减低到每秒几米的速度,也可以被增加到几百倍c。可见,光与其它具有波性的物质一样都遵循共同的波动规律。所谓异常介质、异常现象等,都是人们主观认识的异常。从化学观点来分析王力军的实验,超光速现象也不难理解:铯原子的最外层只有一个6S电子,由于电子的自旋耦合作用,固体铯中的6S电子以自旋、两极耦合(∧∨)形式、生成离域的金属键,所以金属绝无宏观磁性。我们认为,在铯原子气体中,并不存在孤立的单个铯原子,而是形成双原子分子,即,两个自旋、两极料合的6S电子围绕两个色原子核运动,形成类似氢原子的最外层电子结构,这也是第一主族元素容易汽化的原因。在正常情况下,这种金属原子气体都是所谓的正常色散介质。但是,在外磁场中,正如王力军实验是在外磁场诱导下进行的那样,两个6S电子分别为6S½(与外磁场方向一致)、6S-½ (与外磁场方向相反)。如果有合适能量提供(例如光脉冲),将会引起6S½向6S-½跃迁,形成一种线性(单极)耦合(>>)的亚稳体系(相当于反成键轨道)。对于铯原子来说,两极糊合的成键态属于低能态、单极耦合的反成键态属于高能态(激发态)。这种单极耦合体系是有磁性的,其磁性大小与单极耦合的原子数目成正比。激发态存在的条件是与外界发生能量交换,维持一种动态平衡。如果没有外界能量交换,只能存在一种稳定的成键态。在单极耦合的反成键态周围存在磁挠场,磁挠场对磁性粒子有轴向加速作用,光子是磁性粒子,当然会受到磁挠场的加速。王力军实验成功的关键是维持磁挠场不消失,通过应用偏共振技术方法,保持反成键态的连续存在。如果能够增加反成键原子数目,传播速度还可增大。

黄志洵,《超光速研究新进展》,国防工业出版社,2002年6月;黄志洵, 《超光速研究》,科学出版社, 1999年9月。

有的人,认为【量子纠缠的速度是超光速】便从量子物理学角度研究超光速的可能,但是实际上所谓的量子纠缠只是光子固有的特性,并不存在超光速现象,本人文章《量子纠缠的超光速超距离纠缠是一种认知错误》https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingshare?context={"nid"%3A"news_9455827946257255985"} 有详细论述。尽管目前仍然有专业科学家相信量子纠缠存在超距离超光速的传递行为,而且某量子领域专业科学家还做了“以检验光速一万倍的仪器也没有检测到所谓量子纠缠现象速度”的实验,但却坚持称之为“量子纠缠的速度下限是光速的一万倍”即“量子纠缠的速度比光速的一万倍还快”,事实上已经有越来越多的学者开始清醒地认知到,所谓的量子纠缠不过是理解偏差,根本不存在什么超距离超光速作用。所以从所谓量子纠缠角度研究超光速传递信息和物质根本就是一条死胡同。

有的从激光脉冲角度研究超光速现象,还有人从中微子角度/从负能量角度研究的…

澳大利亚阿德菜德大学数学学院教授:吉姆·希尔和巴里·考克斯研究发现,爱因斯坦的狭义相对论可用于描述超光速运动。根据爱因斯坦提出的这一著名理论,任何物体的速度都无法超过光速,但澳大利亚的数学家们研究出新的方程式,对狭义相对论进行扩展,能够解释打破这一速度极限的物体运动。狭义相对论于1905年提出,用于解释相对于观察者参照系的运动和速度。这一理论将从不同点观察到的同一物理事件的测量数据结合在一起。不同的观察点的数据从某种程度上说取决于观察者的相对速度。狭义相对论提出了时间膨胀概念,指出速度越快,时间越慢。不过,如果两个观察者的相对速度(彼此速度间的差异)接近光速,狭义相对论便土崩瓦解。根据质量-能量转换公式E= mc²,一个物体以光速c速度移动的武器拥有无限的质量,因此需要无限的能量达到c速度。希尔和考克斯教授找到了种新方式来扩展爱因斯坦的理论,以了解多大程度的超光速运动具有可能性。希尔表示:“引人狭义相对论的目的主要是了解超光速运动是否具有可能性。目前,我们并未发现任何证据证明任何现有运输装置能够超光速。大约是2011年这个时候,欧洲核子研究组织(位于瑞士的欧洲粒子物理学研究中心)进行的实验表明,微中子能够加速到稍稍超过光速的程度。”希尔指出:“我们的研究是从数学和物理学的角度解释这一现象。我们用自己的方式提出一个有关狭义相对论的理论,适用于相对速度超过光速的情况。我们采取的方式是对爱因斯坦狭义相对论的一种自然而符合逻辑的扩展,所产生的方程式不涉及到虚数或者复杂的物理学。”他的方程式让狭义相对论适用于相对速度达到无限的情况,可以用来描述超光速运动,而爱因斯坦提出的任何方程式或者任何新理论都无法描述自身速度超光速的物体运动。考克斯说:“我们是数学家,不是物理学家,因此从理论数学的角度解释这一问题。如果证明超光速运动具有可能性,那无疑是一个颠覆游戏规则的发现。我们的研究论文并不试图解释如何让速度超过光速以及超光速情况下的物体运动。

以上国内外的主要超光速研究的一些情况,基本上几十年来都还处于理论都没有搞清楚的层面,大多数还只是在试图在用数学公式证明相对论的完备与不完备性而已,只有美国从2013年公开立项研发设计超光速飞行器引擎装置(当然迄今为止并没有获得成功)。

最后作者本人的【非反作用力】加速机制的超光速理论,就是文章前面所属的打破相对论认知,从相对论没有设想到的/突破我们人类传统认知的加速方式,实现非工质/非反作用力的准光速和超光速飞行,是目前为止实现反重力飞行甚至是准光速飞行星际探索,最接近现实可行的理论和方案,也是国内唯一从工程学角度研究准光速及超光速飞行引擎方案的,限于技术保密只能透露部分概念原理,即通过改变动质量的方向并使之削弱消散,从而实现系统自身不利用反作用力实现无工质轻松推进的思路,这样的方案,假设理想真空宇宙条件,以一个重力加速度持续一年可超过光速:1个重力加速度是9.8米/秒²,一年平均365.25天,每天86400秒,一年就是31,557,600秒,按9.8米/秒²的加速度持续一年后速度大约是309,264.48千米/秒,而光速实际是299792.4580±0.0012千米/秒,超过了光速!而普通人在1.5~2个重力加速度下是可以适应的,有防护的情况下(根据个人身体素质不同)人体极限可承受35~45个G !也即(依照本文前面的假设,不考虑推动力机制,不考虑能量限制,只考虑可以持续加速推动),这样未来一旦聚变能量引擎研发成功,有人飞船在宇航员身体可适应的工作生活情况下可以半年超过光速,而休眠一下则可以更快(甚至只需两三个月不到)!超脱太阳系外的星际探索应该在可以预见的未来能够得以实现!而太阳系内的往返飞行只需当前成熟的裂变核反应堆就能满足能量需求!

总结

其实综上所述,光速绝不是物质不可超越的极限速度,光速是自然条件下的一种物质速度,光速仅仅是光子在发射时就(瞬间)完成了加速到光速(以至于爱因斯坦等很多人坚持认为光子不存在加速而生来就是光速),光在宇宙空间中若无阻挡,此后几百万年/几千万年/几百亿年,光子都将依靠自身惯性永远匀速直线飞行下去(实际上也会衰减的)!

速度是相对参量,任何物体的速度都跟其质量体积和所谓的时间没有任何关系,只有物体存在加速度的时候才会对体积和(惯性动质量)有影响!

如果物体不是瞬间以一股能量短促猛加速,而以恒定加速度持续不断加速,理论上并不存在所谓的速度上限,真正受限的只是能量!

在思考物体能否达到光速甚至超过光速时必须清醒认知到,相对论并不是完备的宇宙物理法则,任何物理定律只适用于遵循该定律的场景中。任何试图不违反相对论的前提下进行的超光速研究都不可能获得成功。相对论仅仅只能解释和计算,存在【相对力学关系】(作用力与反作用力)原理加速的场景,如果使用全新的加速理论和方式,就不能再坚持用相对论公式去理解思考和计算。

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