美科学家质疑爱因斯坦理论 是否有物质能超光速运动

据Physorg网站2006年3月23日报道,有没有物体的运动速度比光速更快?如果爱因斯坦今天还活着,他的回答肯定是“没有”。这个问题也只能向他请教了,因为从20世纪初开始人们就一直相信着他的相对论理论。根据1905年出版的爱因斯坦的相对论,没有物体的运动速度能超过光速。爱因斯坦解释说,光速属于自然界的一个基本常数:对于空间内所有的观察者来说,光速都是一样的。

同样是爱因斯坦的相对论解释说,当物体加速时,物体本身的质量增加,而加速需要能量。随着物体质量的增加,维持速度所需的能量也更多。当物体以接近光速运行时,爱因斯坦经过计算说,它的质量将达到无限大,所以要使得物体继续运行的能量也要无限大,而要超过这一极限是不可能的。

美国宾夕法尼亚州的天文学和天体物理学教授唐纳德-斯科尼德说:“一百年来,各种相关的试验只不过是进一步证实了爱因斯坦的理论,还没有任何试验是同相对论相矛盾的。我们加速了亚原子粒子并且使其达到了光速的99%,但离超越光速还差的很远。”

斯科尼德补充说:“理论上来说,当你以超过光速运行时将有奇特的事情发生。”比如时间旅行,又或者是事情的起因和结果将完全颠倒。斯科尼德拿打靶举例说,当子弹的速度快于光速时,有些人会先看到子弹击中了靶子然后才看到射手开始射击。相对论的主要原则之一就是,对于所有的观察者来说,物理定律都是一样的。这种违反因果的情况会成为一个大难题。

但事情也有偶然,比如说超光速粒子。1967年,哥伦比亚大学的一位物理学家杰拉德-费因博格提出了速度比光速还快的粒子的存在,即超光速粒子。在超光速粒子超越光速限制的镜像世界里,需要无限大的能量才能使其速度降到光速水平。其他类似的概念也被提了出来,比如“虫洞”(wormholes)和“曲速推进”(warp drives)的概念,“虫洞”是一种点对点之间的超光速旅行的时空捷径。而“曲速推进”则是通过在空间中制造一种曲速泡来实现的,这种曲速泡在狭义相对论中无法适用。

虽然这些概念听起来似乎是科幻小说的主要素材,但对于超光速粒子、虫洞和曲速推进的思索还在继续,但还是有许多物理学家认为这些概念没有多少意义。无论如何,在真实世界中至少有一例超光速旅行的例子,科学家们用光穿过水来进行了这个试验。斯科尼德解释说,水是一种比较难以穿越的媒介,光在水中的传播速度远慢于光在真空中的传播速度,水中光速只有真空光速的四分之三。在核反应堆中,带电粒子由于加速运动从放射棒上飞速脱离,当这些粒子穿过水中时,它们的速度并没有减慢。由于这些粒子带有电荷,它们释放出能量,这一现象也叫做切伦科夫辐射(Cherenkov Radiation),任何它们撞击的粒子都变的具有放射性,同时使得其穿越的水具有蓝辉光的特性。

斯科尼德说:“这一点都不奇怪,每次你把目光放到核反应堆内的水中时,你看到的这种蓝光就是由带电粒子在水中以超光速运动时产生的放射现象。斯科尼德也承认,尽管如此,先使得光速慢下来,再想办法使其超过原有速度这一做法多少有点欺骗的成分。但斯科尼德并没有停止自己的思考,他觉得爱因斯坦的相对论迟早有一天要得到修正,但目前来说,爱因斯坦的理论还是具有最终的说话权的。

老实说,我还是不相信可以做时光旅行。。。

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