主题:【质问】三问不爱吱声 -- 擎箭天使
共:💬26 🌺2 新:
全看 分页 树展 · 主题 跟帖
家园 【原创】一答天使--关于实物粒子超光速

吓出我一身绿毛汗!我以为干过的什么坏事被你发现了呢。你的三个问题真是不好答呀,我就先据我所了解的回答一下吧。不是搞物理的,就以爱好者的身份吧,如有错误还请大家指出。

先答第一题:1。 实物粒子超光速是可能的吗?

狭义相对论的推论之一就是实物粒子不能超光速!这里所说的实物粒子就是现实中能被观察监测到的粒子。但仔细分析狭义相对论,可以看到理论上,是可以有超光速的粒子(非实物粒子)存在的。同时量子力学能得出一个结论是信息的传递是可以有超距作用的,但这种超距作用并不是实物粒子的超光速。下面我来分别说说这两点。

1。狭义相对论的公式给出

E = mc^2/sqrt(1 - v^2/c^2)

上述公式是静止质量为m的粒子以速度v运动时所具有的能量。

很显然,当v趋近于c时,能量趋于无穷大,因此以通常加速的方式使粒子达到光速是不可能的,更不用说超光速了。因此此公式预言了低于光速运行的粒子永远不可能达到或超过光速。不过要注意,光子的静止质量为零,因此虽以光速运动,其能量也可以是有限值,上述公式对光子无效。

但是这并没有排除以其他方式使粒子超光速的可能性。人们会问:既然有始终以光速运动的光子,有始终以低于光速的速度运动的粒子,为什么不会有始终以高于光速的速度运动的粒子呢?

于是物理学家理论上提出了快子(tachyon)的概念。快子具有超过光速的局部速度(瞬时速度)。它的质量是虚数(据此我认为此种粒子非实物粒子),但能量和动量是实数。为什么快子能超光速?实际上你会发现快子的速度永远超光速!这并不违反相对论!但又出来问题了,快子这种理论上的具有需质量的东西是否有实际意义呢?如果没有实际意义,那要他干什么呢?如果快子确实存在,我们能观测出来快子吗?

上面的问题就很难回答了,因为目前为止,人们并没有找到很好的观测方法,或者说人们设计的观测快子的试验有很多矛盾的地方没有解决。但这并不意味着,快子不存在。恰恰相反,越来越多的证据(根据其他的试验进行的合理猜测)显示,很可能宇宙中存在快子的。

我可以给你举个例子,现在天文学家和物理学家发现,我们的宇宙约73%是由暗能量23%由暗物质而只有4%是我们能观察到的物质组成的。暗能量人们没法直接观测到,但暗能量具有斥力的作用,这种斥力平衡着宇宙的万有引力使得宇宙加速膨胀(相比较哈勃的预测),这得提到爱因斯坦的宇宙常数(不过等有时间再细说这部分,很有意思)。

不管怎样,看起来我们的宇宙由统治地位的竟然是我们未知或者说我们最后才可能知道的东西!真有点让人沮丧!科学家称暗能量和暗物质是当今物理学的一朵乌云!(你看过爱伯大战,应该知道一个世纪前的乌云是什么,给人类带来了什么)是得,这朵乌云如果能解决,人类的哲学观可能又要受到冲击了!

对不起,兴致所至,不知道说什么了,再回到我们的快子。暗能量的一个特性是无法直接观测到,同时其起到斥力作用。下面纯粹是我个人的猜测:会不会那里面是快子在作用呢,于是我们用常规方法观测不到呢?

不过我相信人们最终应该能找到办法观测(证实或否定)快子的。我的依据是比如人类可以观测到影子的超光速,注意影子不是实物粒子,那么我们怎能认为一定不能观测到同样非实物粒子的快子的超光速现象呢?

说到这里,我的回答是:目前为止,人们并没有发现任何实物粒子有超光速现象,相对论很好。但是理论上可以存在超光速的粒子的,比如说快子,但是人们的试验或观测并没有提供快子存在的强有力的证据。但这也不代表我们可以轻易否因快子的存在!因此实物粒子无法超光速。但超光速的粒子可能存在。

关键词(Tags): #问题
帖:148405 复 148342
全看 分页 树展 · 主题 跟帖