一直以來,人們都將
光速
,定義為
宇宙中最快的速度
,並一直深信不疑,而根據愛因斯坦的相對論表示:目前任何有質量的物體,都無法達到超越光速,只能無限接近光速。
因為質量和能量是等效的,所以質量只是能量的另一種表現形式而已,一般情況下一個物體所包含的能量分為兩種,
一種是動能、一種是靜止能量(E=mcd^2)
。
所以當你給一個粒子加速時,隨著動能的增加,它的速度會無限接近光速,而這時粒子的能量也會變得無限大,所以才會出現人們常說的無限接近光速的物質其質量將會無限大。
目前在人類建造的大型強子對撞機種,我們已經能夠將粒子加速到非常接近光速,和真空中的光速比起來僅僅只差0.000001%,極限速度為299,792,455米/秒,可以說非常接近光速。
看到這很多人可能會問了,為什麼不再加一把勁,讓粒子的速度超越光速呢?其實接近光速很簡單,但是想要超越,卻十分困難,簡單來說就是我們的能量不夠。
相比大家對黑洞都有一定的了解吧,黑洞可以說是宇宙中的大胃王,看到什麼吞噬什麼,具有很強大的能量,但是黑洞創造的宇宙射線比我們創造的要強成千上萬倍,但是速度還是低於光速,極限速度為299,792,457.9999999999999992米/秒。
僅僅差了0.0000000000000008米/秒,這說明光速確實是物質粒子的速度極限,無論你怎麼折騰都無法超越,只能無限接近。
因為一旦超越光速,整個宇宙的因果律都會出現問題,例如一顆子彈的速度如果超越了光速,那麼在你看到持槍人扣動扳機之前,子彈就已經殺死了那個人,一旦這種卻情況出現,那麼宇宙也將會變得混亂不堪。
那麼在宇宙中真的沒有任何速度可以超越光速了嗎?
目前光速的極限大約為299,792,458米/秒,根據目前科學技術發展的情況,人類還沒有能力製造出超越光速的任何事物或工具,但是這邊不代表浩瀚的宇宙中沒有。
因為這些超越光速的情況,不違背因果律,不會傳遞任何信息,當然也不會影響基本力的傳遞,下面讓我們一起看看這四種超越光速的情況。
1、宇宙爆炸之初,空間暴漲、膨脹的速度
根據科學家們的猜測,宇宙爆炸之前是一個奇點,大小並不會比銀河系大太多,在這個空間內不存在任何物質粒子,只有真空能量,正是這種真空能量,導致宇宙大爆炸,使宇宙整體快速膨脹。
其中一些真空能量因為消耗過度,開始衰變成物質中的粒子和反粒子,後來逐漸形成我們認知以及未知的一切,而宇宙大爆炸並不是「砰」的一聲,而是快速膨脹那種狀態。
這個膨脹速度到底有多快呢?據了解宇宙誕生之初,一秒就有一光年的範圍,也就僅僅一年就能具備相當於銀河系的範圍,而光速已經被甩了好幾條街,根本無法追趕。
2、在136億光年以外,宇宙的膨脹速度依然超光速
宇宙的膨脹從開始之後就從未停止過,這也是為什麼說宇宙可以無限大的原因,異味根本到不了宇宙的盡頭,目前宇宙的膨脹速度還在增加,大約每增加1百萬光年的距離,宇宙膨脹的速度就會增加20公里/秒
宇宙的膨脹可以比喻成吹氣球,也就是說氣球越大時,每吹下一口氣,氣球膨脹的直徑就越大,而按照宇宙這種膨脹速度來計算的話,大約在136億光年外的地方,都在以超越光速的速度遠離地球。
3、量子傳輸速度
量子世界的糾纏甚至都讓愛因斯坦都頭疼不已,因為這個現象可以說是直接打擊到了愛因斯坦的世界觀。因為在量子世界中,兩個伴生相互耦合的粒子就處在一個不確定的糾纏態,而量子之間的傳輸速度要遠遠快於光速,這直接打破了愛因斯坦的世界觀。
1964年,約翰·貝爾提出論文驗證了量子糾纏的真實性,顯然愛因斯坦錯了,但是他的相對論依然正確,因為以我們目前的科學技術根本無法利用這一方式來傳遞信息。
超越光速的速度一定還有,但是我們人類無法發現,畢竟我們現在連銀河系都走不出去,所以這一切都要等到未來科學技術發展到一定程度後,才能實現。
對於科學技術的發展,國家和家長都要做好準備工作,從孩子小的時候培養其科學素質,以及對科學的熱愛,幫助孩子
遇見科學、走近科學、愛上科學
,從而投身都科學技術發展中,為我國也可以說為世界科技發展貢獻出綿薄之力。
在未來,衡量國家強大的標準,一定不是國土或者人口,而是
科技
,所以未來想要我國能夠在眾多國家中
「獨領風騷」
,還要不斷加強對孩子的科學教育,這點不僅國家要努力,個人和家長都需要共同努力,除了語數外這些基礎課程之外,家長也應該注重
科學教育
。
若家長想要培養孩子的科學素養,做好科學教育,那麼一套專業的科學課程就十分重要,對此給大家推薦這套
《第一次遇見科學》
。
說它是一套書,不如說它是一套全方位的
科學啟蒙課程
,由
少年兒童出版社「十萬個為什麼」出版中心
,結合
美國國家地理學習公司
的科學教育資源,歷時兩年多打磨而成,是一套高度符合科學素養生成規律與青少年自然成長規律的科學教育書籍。
《第一次遇見科學》是一套面向5-7歲學齡前後幼兒的系統性科學啟蒙教程。全套課程共有96節,涵蓋
地球科學、物質科學、生命科學、社會科學
等主題。孩子可以通過圖片、視頻、文字等形式,接觸到真實而美麗的地球、生命與物質世界。課程包括配套圖書12冊、教學APP、微信公開課、師訓服務等內容,讓孩子擁有以科學的方法整體處理事務的能力。
少年兒童出版社「十萬中心」新形態業務部副主任黃勁草曾表示設計這套書的初衷就是希望給予孩子科學的啟蒙不是停留在寬而淺的知識,更要嘗試引領其認識少而深的概念。而這樣做的目的是幫助孩子學習建立自己知識譜系的方法,進而真正認識自己,認識世界。
我們相信一個擁有好奇心,充滿熱情,勇於嘗試、獨立思考的孩子,將會懂得如何在未來的生活中,找到自己熱愛的東西並堅持下去,在面對複雜的真實世界,作為一個知情的決策者,成為一個能夠用科學方法整體處理事務的人。
文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/F-_u7HMBeElxlkkawCFV.html