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光速能超越吗

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:爱因斯坦的相对论告诉我们,光速是最大的速度,任何运动的速度都不可能超过光速。切伦科夫发现的这一现象后来被其他科学家所证实。因此,这一现象的发现无疑打开了人类的视野,认为在自然中存在超光速的粒子,取名为“快子”。对星体进行观察,发现存在超光速现象。物理学家和天文学家议论纷纷,提出了许多不同见解,有人坚持爱因斯坦的相对论是绝对正确的,世界上没有超光速现象,类星体不过是一种假象,称作视超光速膨胀。

光速能超越吗

学过物理的人,都知道光的传播速度约为每秒300000公里。如果要说得精确,光速每秒为299792.458公里,这是光在真空中的传播速度,这个速度相当于每秒绕地球七圈半。

光速的测定,无论是在地球上静止测量,还是在宇宙中运动测量,数值都是不变的。也就是说,光速不受光源的影响,也不受观察者运动速度的影响。它是绝对值,这就是光速不变理论。爱因斯坦的相对论告诉我们,光速是最大的速度,任何运动的速度都不可能超过光速。对此,人们也是深信不疑。

如果在世界上有比光速运动快的物体,爱因斯坦的相对论就不成立了。事实也证明,在地球上,在我们日常生活中,的确找不到有比光速更快的运动物体。问题是,地球上没有,不等于说在茫茫宇宙中也不存在。在基本粒子世界里,会不会有超光速的现象呢?

物理知识告诉我们,粒子运动的速度是极快的,在高速加速器中,运动速度可以达到每秒20万公里,甚至是25万公里,那么其中会不会出现超光速的粒子呢?

就在人们对此产生怀疑时,有一个现象被前苏联科学家切伦科夫发现。光在水中传播速度比在真空中慢,而高速粒子在水中的速度却超过光速。切伦科夫发现的这一现象后来被其他科学家所证实。因此,这一现象的发现无疑打开了人类的视野,认为在自然中存在超光速的粒子,取名为“快子”。这样,有的物理学家据此把基本粒子分为三类:慢子,光子和快子。慢子,其速度不超过光速,比光速慢的意思。而光子就是光传播的速度。快子,比光速快的粒子。不过这样的划分,还是一种设想,关键是要找到“快子”。如何去发现,又成了一个谜。

以上是人类在微观世界中的猜想,何不把目光转向茫茫宇宙呢?

天文学家在20世纪有一个重大发现,即类星体。这是一种很特别的天体,用天文望远镜接收的这类天体的无线电波,制成相片,看上去有点像恒星,但又不是恒星,所以命名为类星体。对星体进行观察,发现存在超光速现象。开始发现3C120的类星体,它在膨胀,而且速度是光速的4倍。科学家惊奇不已,在遥远的宇宙深处,竟有这种奇异现象。后来还发现有的类星体包括两个射电的子源。两个子源以极高的速度分离。类星体3C345的分离速度是光速的7倍。经过7年的观测,才最后确定一个事实,另一类星体的两个子源分离速度达到光速的10倍。物理学家和天文学家议论纷纷,提出了许多不同见解,有人坚持爱因斯坦的相对论是绝对正确的,世界上没有超光速现象,类星体不过是一种假象,称作视超光速膨胀。意思是看起来超光速,实际上不是。而另一种观点认为类星体的分离速度的确是超光速的。

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