超光速真的存在 1.4億光年外的中子星合并 粒子速度達(dá)到7倍光速

在物理學(xué)的世界里，愛(ài)因斯坦堪稱(chēng)一個(gè)傳奇。他的相對(duì)論理論為我們提供了深刻的洞察力，揭示了時(shí)間、空間和質(zhì)量之間復(fù)雜的關(guān)系。其中，時(shí)間膨脹公式和尺縮公式的提出，深刻改變了我們對(duì)宇宙的理解。然而，這些理論也引發(fā)了一個(gè)看似不可能的問(wèn)題：當(dāng)物體接近光速時(shí)，會(huì)發(fā)生一系列令人費(fèi)解的現(xiàn)象。

一、時(shí)間膨脹

時(shí)間膨脹，這意味著時(shí)間會(huì)變得相對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體而減緩。當(dāng)物體的速度接近光速時(shí)，時(shí)間似乎會(huì)變得相對(duì)較慢，直到在光速處，時(shí)間似乎膨脹到了“無(wú)窮大”。同時(shí)，空間也會(huì)相對(duì)收縮，變得無(wú)窮小。更加令人困惑的是，當(dāng)物體以光速或超過(guò)光速移動(dòng)時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)一種看似毫無(wú)實(shí)際意義的數(shù)學(xué)概念——虛數(shù)。

物理是一門(mén)致力于描述現(xiàn)實(shí)世界的學(xué)科，它要求我們的理論和方程式在現(xiàn)實(shí)中得到驗(yàn)證。無(wú)窮大和虛數(shù)是與現(xiàn)實(shí)世界格格不入的概念，這引發(fā)了一個(gè)重要的問(wèn)題：光速是否真的是宇宙中的絕對(duì)極限，任何物體都無(wú)法超越？

然而，宇宙總是充滿(mǎn)了不可思議的事件和現(xiàn)象。盡管光速被視為宇宙中的極限，但有時(shí)我們會(huì)目睹一些似乎超越了這一界限的奇特現(xiàn)象。

二、奇異的超光速現(xiàn)象

在宇宙中，有時(shí)會(huì)發(fā)生一些匪夷所思的超光速現(xiàn)象。讓我們來(lái)看一個(gè)令人震驚的案例：距離地球1.4億光年的一對(duì)中子星，在它們合并的過(guò)程中釋放出高能粒子流，這些粒子流的速度似乎達(dá)到了光速的7倍。

這一觀察源于2015年美國(guó)激光干涉引力波天文臺(tái)的首次引力波探測(cè)，進(jìn)一步驗(yàn)證了愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論。然后，在2017年8月，同一臺(tái)設(shè)備再次探測(cè)到了引力波，但這一次的事件源于兩顆中子星的合并，被命名為GW170817。值得注意的是，這顆合并的中子星釋放出的高能粒子流速度竟然超過(guò)了光速。

三、中子星：小巨人

中子星是宇宙中令人嘆為觀止的天體之一，它們是超新星爆炸后的殘骸，曾經(jīng)是大質(zhì)量恒星的坍縮核心。這些星體在宇宙中微不足道，直徑平均只有20公里左右，但它們的質(zhì)量極其龐大，相當(dāng)于把太陽(yáng)的物質(zhì)擠壓進(jìn)比城市還小的空間。

這種高密度讓中子星的引力異常強(qiáng)大，事實(shí)上，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中子星的表面重力大約是地球的7000億倍。這種引力導(dǎo)致了令人難以置信的效應(yīng)，例如，一個(gè)人如果在距離中子星表面1米的地方跳躍，將在下落瞬間達(dá)到100萬(wàn)千米/小時(shí)的速度。

據(jù)NASA估算，中子星表面一勺物質(zhì)足足重達(dá)40億噸，這個(gè)數(shù)字足以說(shuō)明中子星的高密度。

四、超光速的解釋

如何解釋中子星合并釋放的高能粒子流似乎超越了光速的情況呢？實(shí)際上，這并不違背愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，也不會(huì)改變光速是宇宙中的極限的事實(shí)。

這些“超光速”現(xiàn)象實(shí)際上是一種幻象，它們?cè)谟钪嬷胁⒉缓币?jiàn)，通常出現(xiàn)在能夠產(chǎn)生近乎光速?lài)娏鞯奶祗w事件中。這些幻象的產(chǎn)生與物質(zhì)的速度和飛行方向有關(guān)。通常，這些物質(zhì)的速度非常接近光速，而且一部分朝向地球，這就導(dǎo)致了觀測(cè)者看到的速度比實(shí)際速度快得多。

對(duì)于GW170817事件中的高能粒子流，經(jīng)過(guò)額外的計(jì)算，科學(xué)家得出了它真正的速度：至少是光速的99.97%。這在現(xiàn)有的物理學(xué)框架下已經(jīng)被認(rèn)為是相當(dāng)接近光速的速度。

銀河系如此龐大，宇宙更是無(wú)垠無(wú)邊。即使以接近光速的速度穿越銀河系，也需要數(shù)萬(wàn)年的時(shí)間。如果想要橫穿整個(gè)可觀測(cè)宇宙，那將需要數(shù)百億年的時(shí)間，這幾乎是超越人類(lèi)壽命的概念。

五、蟲(chóng)洞：時(shí)空的捷徑

盡管光速被視為宇宙中的極限，愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論卻為我們提供了一種有趣的可能性，那就是蟲(chóng)洞。蟲(chóng)洞是一種時(shí)空結(jié)構(gòu)，它可以鏈接遙遠(yuǎn)宇宙區(qū)域，允許我們?cè)诙虝r(shí)間內(nèi)跨越巨大的距離。雖然蟲(chóng)洞的本質(zhì)并不是超光速，但它實(shí)際上是一種“抄近道”，允許我們?cè)跁r(shí)空中穿越，而無(wú)需實(shí)際達(dá)到或超越光速。

蟲(chóng)洞在科幻作品中常常出現(xiàn)，例如電影《星際穿越》中的情節(jié)。蟲(chóng)洞的存在尚未得到科學(xué)的驗(yàn)證，但它是一種理論上的可能性。如果蟲(chóng)洞存在，那將為人類(lèi)探索宇宙和超越光速的夢(mèng)想提供一條有趣的途徑。

光速仍然是宇宙中的極限，是我們的物理學(xué)原理所確認(rèn)的。然而，宇宙中的一些現(xiàn)象可能會(huì)讓我們產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，似乎超越了這一極限。這些“超光速”現(xiàn)象實(shí)際上是一種幻象，是物質(zhì)速度和飛行方向的結(jié)果，而不會(huì)真正改變光速的概念。

盡管我們暫時(shí)無(wú)法突破光速的界限，但愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論引導(dǎo)我們探索了蟲(chóng)洞等有趣的可能性。蟲(chóng)洞的概念為人類(lèi)在宇宙中的探索提供了一種令人興奮的途徑，盡管這一可能性目前尚未得到證實(shí)，但它為我們展開(kāi)了一個(gè)充滿(mǎn)挑戰(zhàn)和奧秘的新世界。宇宙中的許多問(wèn)題仍有待解答，而我們正邁向未知的領(lǐng)域，尋找著宇宙的秘密。