世界上最快的东西,速度竟能超光速十倍

01-10 生活常识 投稿:甜度酒窝
世界上最快的东西,速度竟能超光速十倍

自爱因斯坦的相对论发表以来,人类前进的脚步和思想就被死死地限定在一个数值上——光速。由于质能等价,物体运动速度越接近光速,质量就会变得越来越大,要再将它加速就需要更多的能量,所以它的速度永远不可能达到光速,因为那就意味着物体的质量将变得无限大,必须要有无限的能量才能做到。


即使宇宙大爆炸重新来过,估计我们也不可能找到足够的能量来加速一个小小的物体,使之达到光速,所以要想超光速,还不如去研究永动机,或者去应苍老师的征婚,毕竟月薪1万8就符合条件了。


不过在已知宇宙中,还是有两个速度是超过光速的,一个是宇宙诞生时的暴胀速度,一个是遥远的星系,正在以超光速远离我们而去。


这点和相对论并不矛盾,相对论限制的是物体在空间中的运动速度,并不包括空间自身膨胀,就像你在马路上行走,你的速度可能只有1米/秒,但马路要是以光速在膨胀的话,bia的一声,你就超光速了。


那么宇宙中究竟有没有实际存在的物体,其运动速度超过光速的呢?


以前看到有人说,如果拿着一根30万公里长的棍子,一端以大于1米/秒的速度旋转,另一端不就超过光速了吗?不过即使齐天大圣来了,估计也挥不动这么长的金箍棒。


从这个故事里笔者想到了脉冲星,一种直径约20-40公里,质量却比我们的太阳还大2倍左右的中子星。已观察到的脉冲星,最快的是Terzan 5ad,每秒钟要旋转716转,它表面物质的速度是不是超过光速了呢?


这个想法令人振奋,结果却令人气馁,按40公里直径计算,它表面上任意点的速度为90000千米/秒,也只能达到光速的30%。有没有冲星,其表面物质的运动速度可以超过光速呢?如果Terzan 5ad的直径达到133公里,或者旋转速度超过2400转,爱因斯坦的相对论就要完蛋了。不过这样的脉冲星似乎永远也不会有,因为脉冲星是大质量恒星坍缩形成的,直径再大就会坍缩成黑洞,而旋转超过1500转,它就会被离心力撕得粉碎。


世界真是残忍,一环扣着一环,你的愿望永无可能实现。不过由于脉冲星质量极大,表面速度极快,时间膨胀效应明显,人们倒是可以利用它穿越时空去未来旅行,只要你能经受它表面强大的重力和极高的温度。


看来在宏观世界上我们是找不到超光速的候选者了,那么微观世界呢?


据说当初电子自旋的发现者,荷兰莱登大学两名不知“天高地厚”的学生,乌仑贝克和古兹密特,把他们关于电子自旋的论文拿去给著名大师洛仑兹看,洛仑兹帮他们计算了一下,如果电子在自旋的话,表面的速度将达到光速的10倍,吓得两个年轻人花容失色,心急火燎赶回学校要撤销那篇论文。


不过悲剧了,他们的老师已把论文寄出去了,只好安慰他们说,年轻人,干点蠢事没关系。后来事实证明这不是蠢事,电子确实在自旋,不过它的自旋并不是我们平时想象的行星那种自转,它要转两圈才会回到同样的位置。


脑洞太大,不好想象了,意思大约是它自转一圈要720度吧,不知道现实生活中你看到过转一圈要720度的东西没有?不过人类的实验观察手段无法深入到电子层面,电子的自旋被描绘成它的自秉属性,谁也没法想象它究竟怎么旋转的,至于它的表面超光速问题也就不了了之了。


所以,电子自旋表面速度超过光速算是一个疑案吗?

标签: # 光速 # 速度
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