目前已知最快的速度是光速,有比光速还快的速度吗

元德2023-04-28  22

并没有比光速更快的速度。对科学感兴趣,经常在各类科普平台阅读文章的朋友可能都知道,人类目前前沿科技最大的目标其实非常的简单,就是物理意义上的“光速”:只要速度达到了光速,那么人类一切以前想象不到的事物则都有可能实现。

不论是“星际穿越”,还是“太空穿梭”,光速会让事物存在的方式产生脱胎换骨一般的改变。目前人类已知的最快速度,也是光速。这来自于上世纪著名物理学家爱因斯坦的“相对论”。

在狭义相对论的理论体系内,物体达到光速,就是“极限速度”,根据爱因斯坦的质能方程式,只要物体存在能量或者是质量,就不可能达到光速。光子在静止的时候质量无限趋近于零,因此,它才能以光速的形式飞快的传输信息。

换而言之,就是物体的速度可以趋近于光速,但是永远都无法达到。因为速度越快,所需要的动能也就越大;只有动能无限大的时候,物体的速度才能真正达到光速。因此,理论上光速永远不可能被我们打破,因为“无限”是可望不可即的。

但是宇宙之大,无奇不有,从“速度”意义上,光速已经是极限了;但是假如我们把讨论的范围扩展到空间,那么比光速更快的也不是没有。比如说,我们都知道,现有的宇宙来自于一场一百三十亿年前的大爆炸,或者说是大膨胀;

而这种膨胀,迄今为止还没有停止。据上个世纪末,NASA从宇宙中收到的红外线信号来看,如今宇宙的膨胀速度,就已经超过了光速。

目前,人类所研究的“曲率引擎”,目的也是利用折叠空间的方式达到或者做到超越光速。

比光快的速度是超光速。

超光速,即大于光在真空中传播的速度299792458m/s的速度。

超光速导致很多现象,如脉冲星,其运行速度超过光速,脉冲星频率越高,其超越光速的速度越小,脉冲星频率越低其速度超越光速越大。

比光速更快的速度,就是宇宙的膨胀速度。

随着上世纪著名物理学家爱因斯坦的横空出世,人们终于第一次认识到了“光速”这种伟力究竟多么不可思议。三十万公里每秒,这不仅仅是一个速度;

也是能让人类的科技水平,存在方式巨变的阶梯。只要物质的运动速度达到光速,那么几乎“一切皆有可能”,即便是穿梭时空,改变过去说不定都可以做到。但是,宇宙中还有比光速更快的速度吗?

还真有。我们都知道,现有的宇宙最早起源于一百三十亿年前的一场“大爆炸”。爱因斯坦在他提出的“广义相对论”中,假设了一个“奇点”的存在;这个所谓的“奇点”,内部密度无限大,质量趋近于无穷,因此,有着无可估量的能量。

最后,奇点因为外界的刺激爆炸,才有了我们所熟知的宇宙结构。这场“大爆炸”让宇宙的温度刹那间上升到了“普朗克温度”;同时,也让空间展开了急速的膨胀。

而且,这种膨胀一直都没有停止过。没错,时至今日仍然如此。我们之所以能够推断出“宇宙大爆炸”学说是正确无误的,就是因为上世纪,NASA接受到了从宇宙中心传来的“膨胀信号”。这不仅向我们证实了大爆炸准确无误;

也让著名物理学家哈勃顺利推算出了宇宙的具体直径:930万光年。而且,通过监测,我们得知,宇宙膨胀的速度是远快于光速的,起码在三倍以上。

但是,在相对论框架内部,“光速不变”和“光速上限”决定了整个爱因斯坦理论的根基。也就是说,除了宇宙的膨胀之外,没有物质的运动速度能媲美光速,乃至于超越光速。

光在真空中的传播速度是299

792

458

m/s,近似于310^8

m/s光在其他介质中的速度比在真空中的速度小目前为止,光速还是最快的速度

而地球公转的速度远远没光速快

没有比光速更快的速度 人无论靠什么推进器,速度都是无法达到光速的,更不要说超光速了。因为,有质量的物体的运动速度是不可能达到光速的。原理如下: 首先,我们来了解一下质能等价理论。质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论,即著名的方程式E=mC^2,式中为E能量,m为质量,C为光速;也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量。 一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中。一旦运动,就要产生动能。由于质量和能量等价,运动中所具有的能量应加到质量上,也就是说,运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时,增加的质量微乎其微,如速度达到光速的01时,质量只增加05%。但随着速度接近光速,其增加的质量就显著了。如速度达到光速的09时,其质量增加了一倍多。这时,物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时,质量随着速度的增加而直线上升,速度无限接近光速时,质量趋向于无限大,需要无限多的能量。因此,任何物体的运动速度不可能达到光速,只有质量为零的粒子才可以以光速运动,如光子。 以人类目前的科技水平,100年内都没有希望,而且使人这么大质量的物体达到或超过光速,需要的能量是惊人的。 上面的回答还有一点,黑洞的存在于光速没有关系,黑洞是由于引力场使空间弯曲造成的 >

在我们生活的宇宙中,万物都需要在既定的物理框架下运行,而这些框架就是我们所说的科学,也是宇宙的基本法则。

其中有一个法则虽已经深入人心,但我们有时还是会对其产生质疑,而且我们也很乐意挑战这个所谓的基本法则。

它是由爱因斯坦在一百多年前提出,即:宇宙中存在一个终极的速限制,也就是光在真空中传播的速度( 299,792,458 m/s)。

在物理学中我们认为,任何无质量的粒子在真空中的速度都必须是光速,目前我们所知道的光速粒子有三个,分别是光子、胶子和引力子。

任何有质量的粒子都必须在低于光速的速度下运行,哪怕是现在所知最轻的中微子只有11eV的质量,比第二轻的电子轻了(511×10^5eV)将近1/50万,它的速度也无法在真空中达到光速。

那么问题是,宇宙的时空结构为何可以以超光速的速度在膨胀?甚至是导致一些庞大的星系远离我们速度也超光速了?

这似乎违反了光速不可超越的基本法则?下面我们就说下这个问题。

1905年的时候,爱因斯斯坦提出了具有革命性意义的狭义相对论,改变了我们之前对固有时空的看法,例如:尺缩效应和时间膨胀效应。

这两个效应的神奇程度不亚于魔法一般,其中狭义相对论的诞生来源于爱因斯坦对光的思考,并且提出了三个基本的命题,这也是狭义相对论的奠基石。

这三个基本命题最令人头疼的就是光速不变原理,因为这个原理违背了我们日常的生活经验,还有速度叠加在我们生活中随处可见。

例如:两个相向、同向行驶的车,它们之间的速度满足叠加原理;你骑个自行车,向前扔个小球,在地面上的人看来,小球的速度肯定要加上自行车的速度。

但是光速不是这样的,它相对于任何事物,都是同样不变的速度。

这件事对我们来说根本无法理解,但是早在1881年科学家阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷就通过实验的手段证实了光速不变。

实验的基本原理是这样的,制造一个干涉仪,在光源处发射一束光,当光经过分束器的时候,会将光线分为两束互相垂直的相干光,这两束光具有相同的波长。

接着这两束光经过相同的传播距离再次被反射回来,就会形成新的干涉图案。这里有个关键点,如果一条分量上的光速发生了变化,那么它就会相对于另外一个分量上的光发生滞后。

在两束光相遇的时候干涉条纹就会发生变化。但是实验的结果是,即使地球在宇宙中以大约30公里/秒的速度绕太阳运行,干涉条纹也没有发生变化。

这说明不管是哪个分量上的光,都不会因为地球如此快速的运动,而速度发生变化。依然会保持光速。不满足我们认为的速度叠加原理。

所以光速不变并不是爱因斯坦的凭空想象,而是实验的结果。虽然光速不满足于简单的速度叠加,但是相对于光速的运动,会让我们看到光线的红移和蓝移现象。

在1916年,爱因斯坦最大的成功就是将引力纳入了相对论中,为我们重塑了宇宙的时空结构,在此之前我们用牛顿的引力理论去解释万物。

但是出现了一些问题,例如在大质量天体或者能量下牛顿引力不够精准,解释光线弯曲的问题上也一样,而广义相对论的出现就解决了以上的问题,牛顿引力也成为了相对论引力的一个近似值。

广义相对论将引力解释为质量/能量对宇宙时空的弯曲,而弯曲的时空又影响着宇宙万物的运动。水星轨道异常进动问题,以及1919爱丁顿对日食的观测证明了广义相对论的正确。

新的引力理论和时空概念,让我们认识到我们身处的宇宙不可能是精致的,它要么在引力的作用下收缩,要么膨胀,总之爱因斯坦的宇宙是一个动态的宇宙。

其实早在1924年,天文学家就观测到宇宙中的星系与我们之间的距离和星光的红移之间有着密切的联系,虽然星系都在宇宙中相对运动,没有绝对静止的物体,但这个相对的速度只有每秒几千公里。

而我们观测到星光红移量要远远大于星系相对于运动所能带来的红移效果。并且我们发现这些星系离我们越远红移量越大。

根据爱因斯坦的理论,科学家们立即就意识到了我们处在一个加速膨胀的宇宙当中,星系退行速度随着距离的增大是因为整个宇宙的时空在加速膨胀。

这就跟你蒸面包一样,面团里面的葡萄干就像是宇宙中的星系,当面团膨胀变大的时候,里面的葡萄干会互相远离对方,并且最远的那个葡萄干似乎远离的速度更快。

但这不是因为葡萄干或者星系在运动,它们自认为自己一直处在静止状态,而变大的是整个面包或者是时空。

例如,你现在上海居住,而另外一个人在北京居住,你们一年时间都没有离开自己所在的城市,你们都认为自己是静止的,如果地球在膨胀,那么你们也会认为对方在远离自己。

星系也是一样的道理。宇宙中的第一批星系出现在宇宙诞生后的数亿年间,它们刚出现的时候,所发出的光线就开始向外传播。

经过了130亿年甚至是更长的时间,星系的光才到达地球。这些光线刚被星系发出来的时候,可能在紫外线波段,但由于空间在膨胀,光线已经被拉伸到了红外线波段。

我们接收到这些光线,经过测量红移值,我们就得出了星系正在加速远离我们,而且速度已经超过了光速。

但实际上这些星系根本就没有动,更没有相对于空间以光速运动,它们相对于空间的速度估计只有2%的光速,甚至更低。

我们说光速是宇宙中的极限速度,意思是万物相对于空间的运动速度不能超过光速。而这个法则并没有限制空间本身,空间的膨胀速度并没有上限,并且它并不会违反因果论,也不会传递任何信息。

最主要的是,空间的膨胀并不是我们平时认为的物体的速度,而是单位距离的速度变化率,单位是 km/s/mpc,更像是一个频率。

空间的加速膨胀导致了宇宙虽说只有138亿年,但我们现在能看到的星系,或者是宇宙的范围已经达到了461光年的距离。

而且目前180亿光年以外的位置,星系推行的速度已经超过光速,即使我们现在以光速追这些星系,也永远无法到达。

真空光速是已知的最大速度,没有比光速更快的。

1、光在真空中的速率是299,792,458米/秒,约3×10ˆ5千米/秒,是已知的速度上限。光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。

2、真空中的光速(speed of light/ velocity of light)是自然界物体运动的最大速度。光速与观测者相对于光源的运动速度无关。

扩展资料:

真空中的光速在任何参考系下是恒定不变的,这用几何语言可以表述为光子在时空中的世界线总是类光的。也正是由于光子有这样的实验性质,在国际单位制中使用了“光在真空中1/299,792,458秒内所走过的距离”来定义长度单位“米”(米)。

光速不变原理是宇宙时空对称性的体现,而中微子的超光速现象可能只是时空对称性的对称破缺而决不能推翻相对论(已证实该实验有误)。

参考资料来源:百度百科-光速

参考资料来源:百度百科-相对论

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