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愛因斯坦是說有質(zhì)量的物體不可能達(dá)到光速,他又說宇宙膨脹超過光速,是否自相矛盾?

 昵稱32229807 2019-10-21

愛因斯坦狹義相對(duì)論關(guān)于光速的完整描述應(yīng)該是:“靜止質(zhì)量不為零的物體無法達(dá)到或者超過光速,信息和能量的傳遞速度無法超過光速”

“有質(zhì)量的物體無法達(dá)到光速”背后的原因是由于愛因斯坦根據(jù)之前“邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)”的結(jié)果推導(dǎo)出了“質(zhì)能相當(dāng)原理”,不過該原理除了限制物體運(yùn)動(dòng)速度外也讓人類意識(shí)到了原子核內(nèi)部蘊(yùn)含著巨大的能量,可以說二戰(zhàn)時(shí)期的原子彈和后來的氫彈以及核反應(yīng)堆背后都有質(zhì)能方程E=MC2的影子。

在該方程中E是物體所具有的能量,M是物體的質(zhì)量,C是光速,也就是說“物體蘊(yùn)含的能量等于它的質(zhì)量乘以光速的平方”

愛因斯坦用這個(gè)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的方程打通了質(zhì)量和能量互相轉(zhuǎn)化的通道,而擁有質(zhì)量的宇宙飛船在向光速發(fā)起沖擊的過程中需要消耗大量能量,與此同時(shí)質(zhì)能相當(dāng)帶來的質(zhì)增效應(yīng)會(huì)將飛船發(fā)質(zhì)量急劇放大,這樣一來就需要更多的能量才來對(duì)飛船進(jìn)行加速。

所以在狹義相對(duì)論中,當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度趨于光速時(shí)慣性質(zhì)量就會(huì)趨于無限大,因此愛因斯坦才斷定“靜止質(zhì)量不為零的物體無法達(dá)到光速”

2011年時(shí)歐洲核子研究中心公布了“奧佩拉”研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)的“中微子超光速現(xiàn)象”,該消息馬上在科學(xué)界引起了“大地震”,但由于大多數(shù)物理學(xué)家都對(duì)“中微子超光速”持懷疑態(tài)度,所以美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室也準(zhǔn)備一次“中微子測(cè)速”,不過實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備時(shí)間至少需要兩年。

但僅僅一年后的2012年3月16日,歐洲核子研究中心宣布去年的“奧佩拉”實(shí)驗(yàn)結(jié)果存在誤差,中微子實(shí)際上并沒有超光速,而引起誤差的原因則是“實(shí)驗(yàn)設(shè)備連接線沒插好”。

上個(gè)世紀(jì)初埃德溫.哈勃發(fā)現(xiàn)的宇宙空間膨脹佐證了宇宙大爆炸理論,而宇宙大爆炸理論認(rèn)為在宇宙早期乃至現(xiàn)在,宇宙空間本身都在超光速膨脹,但這種空間本身的膨脹并不在狹義相對(duì)論約束的范圍內(nèi)。

量子糾纏的“超距作用”雖然已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)證明了,但是它本身并不傳遞信息,因此也就不違反愛因斯坦的狹義相對(duì)論。

有趣的是劉慈欣《三體》在中為了讓信息可以跨光年瞬間傳播,還專門科幻出了“可以傳遞信息的量子糾纏技術(shù)”,于是就有了“無孔不入無所不知”的“智子”

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