目前的物理學告訴我們，宇宙中不存在超光速運動的物質(zhì)。但是一些所謂的超光速現(xiàn)象挑戰(zhàn)了物理學原理。這些現(xiàn)象中，哪些是真正的超光速？哪些是虛假的超光速？也許宇宙中真的有超光速的物質(zhì)等待著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。

雖然愛因斯坦說，宇宙中沒有比光速更快的速度了，但是今天的物理學家經(jīng)常談?wù)撘恍┏馑佻F(xiàn)象，這些超光速到底是真是假？愛因斯坦的相對論錯了嗎？

下面，就讓我們先從與相對論有關(guān)的現(xiàn)象開始分析吧。

假設(shè)有一顆距離我們40光年遠的星球A，有一位宇航員現(xiàn)在20歲，假設(shè)他的壽命大限只有59歲，那么他乘坐一艘接近光速行駛的飛船向這顆星球行駛，在他有生之年能否到達星球A呢？

相信一般人都會遺憾地認為，這位宇航員在到達星球A之前就會在飛船上死去了。但相對論專家卻會說，他不僅能夠到達星球A，他甚至能夠在有生之年到達上千光年遠的星球B！

亞光速飛船目前還沒研制出來，但科學家在實驗中遇到過類似的情況。例如一個放射性粒子的壽命很短，大約0.1毫秒。如果讓這個放射性粒子以接近光速運動，那么根據(jù)它的壽命乘以光速，在這么短的時間里，它只能走300米就一命嗚呼了?？蓪嶋H上，它走過的距離往往遠得令人吃驚——可能會走過幾千米的距離。

現(xiàn)在讓相對論專家用飛船的例子來解讀一番。別忘了，愛因斯坦認為任何物體若接近光速運動，都會出現(xiàn)明顯的“鐘慢尺縮”效應(yīng)。就是說，當飛船接近光速行駛時，在地球人看來，飛船上的時間變慢了，變慢的程度與飛船的速度有關(guān)，飛船的速度越是接近光速，時間變得就越慢。

飛船上的人雖然覺得自己的時間沒有什么變化，但他會感覺飛行距離變短了，地球人看到的1千米，宇航員則感覺或許只有0.1千米。同樣，距離變短的程度也是與飛船的速度有關(guān)。

那么在上面那個例子中，假設(shè)星球B距離地球上千光年，但宇航員卻能到達星球B再返回。在地球人來看，時間過了幾千年，宇航員活了或許有幾千歲！而宇航員會認為地球人全弄錯了：我只活了59歲，之所以能到達星球B，是因為星球B的距離根本就沒有地球人說的那么遠，也就是十幾光年的樣子，因此在我39年的宇航生涯中，我能夠在地球和星球B之間飛個來回。

但當他真的返回地球的時候，他就會驚訝地發(fā)現(xiàn)，地球上的時間已經(jīng)過去了20個世紀了！

在這里，如果宇航員看不出星球B的距離縮短了，因為他也沒有什么測量工具，只是在地球上的時候，科學家告訴他，星球B距離地球上千光年，但是他只用了十幾年就到了，于是他就會想，原來我的飛船已經(jīng)達到了超光速??！

這就是宇航員的超光速感受，這種感受與上述科學家面對近光速運動的粒子時的困惑是一樣的。但這實際上是鐘慢尺縮效應(yīng)引起的，并不是真的在超光速運動。

愛因斯坦雖然在狹義相對論中規(guī)定宇宙中速度的上限是光速，但是在廣義相對論中，卻隱含了一種時空彎曲引起的超光速現(xiàn)象。

如果時空彎曲成了很扁的球形，例如類似南瓜那樣的形狀，那么正常情況，光沿著扁球的表面飛奔，速度只能是光速，但是如果扁球開個洞，就像在南瓜柄和南瓜蒂的部位打個洞，光如果從這個洞的直線距離穿過去，要比沿著南瓜表面行走的距離短多了。對于在“南瓜”表面生存的人來講，光從南瓜柄到南瓜蒂的速度是超光速的。

宇宙中的蟲洞就是這樣的情況。簡單地說，“蟲洞”就是連接宇宙遙遠區(qū)域間的時空細管。從蟲洞中穿越的飛船，其速度在人看來，很可能超過光速很多倍。甚至通過蟲洞，可以一步從這個宇宙踏入另一個宇宙。但如果光按部就班地傳播，從這個宇宙到另一個宇宙則要千百億年呢。

宇宙是非常復(fù)雜的，宇宙中的時空不知會彎曲成什么樣子，因此從A點到B點，可能會有很多條路線，選擇捷徑，就可以讓飛船的速度超過光速。

現(xiàn)在有一種負能量的概念，被負能量包圍的飛船可以對時空造成很大的影響，飛船前進時，可以讓前面的時空收縮，后面的時空膨脹，相當于被負能量包圍的飛船在時空中走了捷徑，在地球上的人看來，飛船速度也是超光速的。但我們追究飛船的實際速度，也還是沒有超過光速。

陰天的夜晚，把手電筒朝向天空照射，我們會看到云朵上手電筒光束留下的光斑。如果晃動手電筒，天上的光斑就會快速移動，其速度要比我們晃動手電筒的速度快千萬倍。

如果把手電筒換成地球衛(wèi)星上的激光器，把云朵換成遠方的水星，那么，激光器發(fā)出的激光掃過水星的速度，能不能超越光速呢？

當?shù)厍蚺c水星位于太陽的同一側(cè)時，水星與地球的最近距離約為1億千米，也就是激光器掃過水星的半徑至少是1億千米，那么激光器轉(zhuǎn)動的速度只需要大于36度/秒，就可以讓激光光斑掃過水星的速度大于光速！

但實際上，這不能算是真正的超光速，因為它不是同一束光子在水星上的運動，而是不同的光子掠過水星，每個光子到水星的速度還是沒有超光速。

這種因轉(zhuǎn)動導(dǎo)致的假超光速現(xiàn)象比較常見，宇宙中脈沖星發(fā)出的光束掃過地球的速度就是超光速的。不過脈沖星的光束穿越宇宙空間傳過來，沿途有什么物質(zhì)，通過分析脈沖星的光束，科學家還是能略知一二，但這種攜帶了物質(zhì)信息的光傳過來也是光速。

還有個類似的情況，由于地球的自轉(zhuǎn)，天空中的星星看上去每天都會圍繞我們轉(zhuǎn)一圈，所有的星星圍繞地球旋轉(zhuǎn)一圈的時間幾乎都可以認為是24小時，如果一顆星星距離我們很遠，那么在我們看來，它圍繞地球旋轉(zhuǎn)的速度應(yīng)該就是超光速的。經(jīng)計算，距離地球超過1500億千米的星星圍繞地球轉(zhuǎn)一圈，經(jīng)過的距離就會大于光在一天內(nèi)走過的距離，那么它們在地球人眼中就是在以超過光速的速度旋轉(zhuǎn)。

這種情況當然不是真正的超光速，而是地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致的相對轉(zhuǎn)動，這種超光速現(xiàn)象可以說只是人的視覺感受或想像。

你如果面對山谷喊一聲“你好嗎？”，一兩秒后，就會傳來回聲，也是“你好嗎？”，但有可能是連續(xù)幾聲問好，一聲比一聲小，顫悠悠地在山谷回蕩。這就是聲音的回聲現(xiàn)象。

讓人想不到的是，光也有類似回聲的“返光”現(xiàn)象，“返光”也會重復(fù)不斷，在一定宇宙空間中“回蕩”。宇宙中經(jīng)常有超新星的突然爆發(fā)，天文學家發(fā)現(xiàn)，一顆超新星爆發(fā)后被我們看到，之后還會接二連三地看到這顆超新星爆發(fā)的景象，與第一次看到的景象一樣，只是影像被放大了，變得有點虛了。天文學家告訴我們，這之后看到的一個比一個大的超新星爆發(fā)圖像就是超新星爆發(fā)的“返光”！

原來，宇宙中遍布著星云和疏密不同的星際物質(zhì)。這些物質(zhì)的分布會形成宇宙中的“山谷”，反射突然出現(xiàn)的強烈光，把向四面八方傳播的光反射到地球，人也就看見了宇宙“山谷”的“返光”。

在觀察“返光”的過程中，科學家發(fā)現(xiàn)了一個難解的現(xiàn)象：上面已經(jīng)說過，我們看到的返光圖像會越來越大，越來越虛。但不可思議的是，有時科學家會看到返光圖像的大小在幾個月內(nèi)擴大了幾光年！圖像的擴大是因為光向外傳播后又被反射到地球引起的，上面的現(xiàn)象意味著，光在幾個月里走完了幾年才能走完的路程！

對于這個問題，科學家還沒有真正搞清楚是怎么回事，有的科學家猜測，很可能超新星發(fā)出的光遇到了類似凹面鏡的反射，地球人看到的圖像擴大了，不僅有光向外傳播的原因，還有凹面鏡放大的作用。

例如宇宙中的一個特殊的類星體，它向外噴出的物質(zhì)形成兩股相互遠離的噴流，這噴流相互遠離的速度，在地球上觀察和計算，是光速的10倍左右！并且，類星體與地球的距離越遠，得出的遠離速度就越大。

對此，科學家曾提出了很多猜測，有的科學家認為，類星體也許是發(fā)射激光的普通恒星，距離我們很近，例如向來認為距離地球20多億光年的類星體，很可能距離我們只有幾千萬光年，這樣計算得出的噴流遠離的速度也就不會超過光速了。

也有科學家認為，類星體的超光速噴流類似上面的“返光”超光速膨脹現(xiàn)象，可能我們觀察到的噴流是被周圍星云反射過來的影像，這影像被凹面鏡似的反射放大了。當然還有其它一些推測，但很少人認為，類星體的噴流就是超光速的。

上面說的種種超光速現(xiàn)象，都不是真正的超光速。想必大家已經(jīng)對尋找超光速有點兒失望了吧？

猛料來了，下面將給大家介紹真正意義的超光速！

首先，科學家認為，宇宙膨脹的速度可能不會受到光速的限制，會出現(xiàn)真正的超光速。

根據(jù)宇宙大爆炸理論，宇宙是從一個小點發(fā)生爆炸產(chǎn)生的，據(jù)計算，爆炸的最初，宇宙膨脹的速度就超過了光速。現(xiàn)在，科學家又告訴我們宇宙在加速膨脹，而且根據(jù)哈勃望遠鏡的觀測發(fā)現(xiàn)，距離地球越遠的宇宙空間，其膨脹的速度越快。這很容易理解，就像氣球的半徑越大，它上面的黑點之間相互遠離的速度就越快。

那么有沒有這種可能，在距離地球足夠遠的地方之外，宇宙膨脹的速度超過了光速？

宇宙的半徑是137億光年，這是我們目前能夠觀察到的宇宙范圍，很多科學家分析，宇宙很可能要比137億光年大多了。如果存在160億光年之外的星球，那么由于它遠離地球的速度超過光速，因此它發(fā)出的光永遠也不會到達地球，那么地球人也就無法觀測到這顆星球。同樣道理，這顆星球周圍的一切環(huán)境也就無法被地球人看到。于是對于地球人來說，160億光年遠的宇宙范圍就是無，等于不存在。但很可能它是存在的。

愛因斯坦的確說過，宇宙中沒有比光速再快的速度了，但他可沒有說光速不會隨著時間而變化。

科學家通過一種叫做“宇宙結(jié)構(gòu)常數(shù)”的公式來分析，如果宇宙的結(jié)構(gòu)不隨時間發(fā)生變化的話，那么光速的大小就會隨時間不斷變化。

我們目前的宇宙在膨脹之中，如果宇宙的結(jié)構(gòu)不變，也就是宇宙中各種物體的比例和形狀都不會變化，那么宇宙的膨脹，就是宇宙中的各個物體尺寸都是均勻地增大，也就是我們在增大，我們周圍的物體在增大，我們用的量尺也在增大，但是用量尺去測量，我們還是那么高，物體大小還是那么大，我們感覺不到我們在膨脹。但實際上我們的尺寸已經(jīng)隨著宇宙的膨脹而增大了。

如果牽扯到光速，那就是光在一秒內(nèi)走過的距離也因膨脹而增長了，實際上光在一秒內(nèi)走過了更長的距離，但由于我們測量光走過距離的尺子也相應(yīng)變長了，我們也就無法測出光速其實變大了。

舉個例子，一個圓形氣球氣不足的時候，我們在氣球上劃出一段距離，假設(shè)是一厘米，我們用這距離作為標準去量氣球的周長，得出氣球的周長是10個單位，也就是10厘米。如果把氣球吹得很大的時候，氣球上劃出的這段距離就變成了20厘米！這時用這段距離去量氣球的周長，還是10個單位，但這時的周長已經(jīng)達到了200厘米。這就是宇宙膨脹了，光在一秒內(nèi)走過的距離也因膨脹而增長了。后來的光速超越了原來的光速。

超光速現(xiàn)象不僅可能存在于宇宙膨脹這么大的范圍，還可以在微觀的粒子身上觀察到。

量子力學領(lǐng)域有一個被愛因斯坦稱之為“鬼魅似的遠距作用”的量子糾纏現(xiàn)象——如果兩個電子通過某種方式實現(xiàn)了相互糾纏，那么當把這兩個電子分開非常遠的距離，即使它們相互之間分開幾光年遠，如果其中一個電子被刺激而改變了行為方式，那么幾光年遠的那個電子也會相應(yīng)改變行為方式，這兩個電子的行為改變幾乎是瞬間的，不需要時間的，就像這兩個電子之間存在幽靈感應(yīng)一般。

也許你對此覺得很困惑。這確實很困惑，連最杰出的物理學家都一直在困惑，沒有人知道為什么會這樣，人們不知道這種現(xiàn)象將帶給我們科學上的怎樣發(fā)展。目前人們通過這種現(xiàn)象感覺到，極其微觀下的時空可能非常怪異，宇宙在微觀下也許是相互聯(lián)系的，或者微觀下的宇宙好像處處是捷徑，又好像傳遞量子糾纏狀態(tài)的力就是超光速的。

雖然很多人想過用這種量子糾纏現(xiàn)象來瞬間傳遞信息，科學家則會遺憾地告訴你，這種量子狀態(tài)不能傳遞正常的信息，只能傳遞有關(guān)量子狀態(tài)的信息。

這是什么意思呢？例如讓量子A的某個行為發(fā)生變化，聲音的振動可以讓它這樣變化，光子的碰撞也可以讓它這樣變化。但是量子A的變化只會讓幾千光年遠的量子B也跟著變化，在這個過程中我們只是知道它們變化了，無論量子A還量子B都無法告訴我們，是誰讓它們變化了。

當然，人們也可以按照量子A變化的次數(shù)和強烈程度來編成電報代碼，例如如果是光引起的變化兩次，聲音引起的就變化一次，希望以此來傳遞信息。但這樣的話，量子B也必須有相應(yīng)的電報解讀機才行，這樣傳遞信息既復(fù)雜又很有限，目前只是設(shè)想而已。

相對論認為，像光子這樣沒有靜止質(zhì)量的粒子能夠以光速運動，但是任何有質(zhì)量的粒子都無法達到光速，更不會超過光速。因為任何有質(zhì)量的粒子在接近光速時，質(zhì)量都會大大增加，當速度無限接近光速時，其質(zhì)量就會變得無限大。因此普通粒子要想超光速是不可能的，也因此，由普通粒子組成的物質(zhì)要想超過光速也是不可能的。

但是物理規(guī)律應(yīng)該是對稱的，早在1967年，美國物理學家溫伯格就認為，既然宇宙中存在運動速度永遠小于光速的普通粒子，宇宙中也應(yīng)該存在速度永遠大于光速的粒子，他把這種粒子叫做“快子”。

快子是一種什么樣的粒子呢？根據(jù)猜想，如果這種粒子真的存在，那么它的質(zhì)量應(yīng)該是用虛數(shù)i來表示的，它的質(zhì)量的平方等于負數(shù)。普通有質(zhì)量的粒子相互之間存在引力，但是質(zhì)量為虛數(shù)的粒子與普通粒子之間，或者沒有任何引力，或者與普通粒子之間是一種斥力的作用。

這種粒子真是太怪異了，我們無法想象，當然現(xiàn)在也還沒有探測到這種怪異粒子。不過，幽靈般的中微子引起了一些科學家的驚訝，所有恒星都會拋出大量中微子，但是它卻難以被捕捉，說明組成它的物質(zhì)非同一般，人們甚至還探測到了它的超光速跡象。它的質(zhì)量問題也很撲朔迷離，它會不會是科學家預(yù)言的一種快子呢？

還有一種東西也可能是快子。我們在利用牛頓引力定律計算星球引力時，總是想當然地認為兩顆星球之間的引力是瞬間變化，瞬間傳遞的，兩顆相互繞轉(zhuǎn)的星球之間相距多么遙遠，我們都從來沒有考慮過引力的傳播需要時間的問題。

雖然忽略了引力的傳播速度，我們在計算的時候從來沒有出過什么紕漏。而且牛頓在提出萬有引力定律的時候，是想當然地認為引力的傳播是瞬間的。但實際上，引力可能是有傳播速度的。既然我們的計算沒有問題，就說明引力的傳播速度非常非?？?，就好像瞬時一樣。

那么引力的速度到底是多少呢？有的科學家估計，引力的速度可能超過光速的萬億倍！

引力的本質(zhì)、引力的速度對于我們來說都還是個謎。如果引力的傳播需要粒子的話，那么這種傳遞引力的粒子很可能就是一種快子!

以上幾例真正的超光速如果真的在宇宙中存在，必然對于目前的物理學具有顛覆性的影響，宇宙的面貌在我們眼中將變得更加光怪陸離。