超光速存在吗（超光速是回到过去还是未来）

本文目录一览：

• 1、超光速物体存在吗？
• 2、超光速存在吗?
• 3、是否会有超光速
• 4、光速是否不可超越，超光速现象真的存在吗？
• 5、宇宙中存在超光速现象吗？
• 6、超光速有没有存在的可能？

超光速物体存在吗？

分类: 教育/科学 科学技术

超光速存在吗（超光速是回到过去还是未来）

超光速存在吗（超光速是回到过去还是未来）

超光速存在吗（超光速是回到过去还是未来）

问题描述:

都说没有物体的速度可以超过光速，如果我把一只光线很强的灯飞快地旋转，在足够远处放块白布，光线照在白布上的光点是可以超过光速的吗？只要灯转的速度够快，白布离得够远，不是就可以了吗？

解析:

几种看似超光速，实质上不是超光速的事例：

1．切伦科夫效应

媒质中的光速比真空中的光速小。粒子在媒质中的传播速度可能超过媒质中的光速。在这种情况下会发生辐射，称为切仑科夫效应。这不是真正意义上的超光速，真正意义上的超光速是指超过真空中的光速。

2．第三观察者

如果A相对于C以0.6c的速度向东运动，B相对于C以0.6c的速度向西运动。对于C来说，A和B之间的距离以1.2c的速度增大。这种“速度”--两个运动物体之间相对于第三观察者的速度--可以超过光速。但是两个物体相对于彼此的运动速度并没有超过光速。在这个例子中，在A的坐标系中B的速度是0.88c。在B的坐标系中A的速度也是0.88c。

3．影子和光斑

在灯下晃动你的手，你会发现影子的速度比手的速度要快。影子与手晃动的速度之比等于它们到灯的距离之比。如果你朝月球晃动手电筒，你很容易就能让落在月球上的光斑的移动速度超过光速。遗憾的是，不能以这种方式超光速地传递信息。

4．刚体

敲一根棍子的一头，振动会不会立刻传到另一头？这岂不是提供了一种超光速通讯方式？很遗憾，理想的刚体是不存在的，振动在棍子中的传播是以声速进行的，而声速归根结底是电磁作用的结果，因此不可能超过光速。（一个有趣的问题是，竖直地拎着一根棍子的上端，突然松手，是棍子的上端先开始下落还是棍子的下端先开始下落？是上端。）

5．相速度

光在媒质中的相速度在某些频段可以超过真空中的光速。相速度是指连续的（定信号已传播了足够长的时间，达到了稳定状态）的正弦波在媒质中传播一段距离后的相位滞后所对应的“传播速度”。很显然，单纯的正弦波是无法传递信息的。要传递信息，需要把变化较慢的波包调制在正弦波上，这种波包的传播速度叫做群速度，群速度是小于光速的。（译者注：索末菲和布里渊关于脉冲在媒质中的传播的研究证明了有起始时间的信号[在某时刻之前为零的信号]在媒质中的传播速度不可能超过光速。）

6．超光速星系

朝我们运动的星系的视速度有可能超过光速。这是一种象，因为没有修正从星系到我们的时间的减少。

7．相对论火箭

地球上的人看到火箭以0.8c的速度远离，火箭上的时钟相对于地球上的人变慢，是地球时钟的0.6倍。如果用火箭移动的距离除以火箭上的时间，将得到一个“速度”是4/3 c。因此，火箭上的人是以“相当于”超光速的速度运动。对于火箭上的人来说，时间没有变慢，但是星系之间的距离缩小到原来的0.6倍，因此他们也感到是以相当于4/3 c的速度运动。这里问题在于这种用一个坐标系的距离除以另一个坐标系中的时间所得到的数不是真正的速度。

8．万有引力传播的速度

有人认为万有引力的传播速度超过光速。实际上万有引力以光速传播。

9．EPR悖论

1935年Einstein，Podolski和Rosen发表了一个思想实验试图表明量子力学的不完全性。他们认为在测量两个分离的处于entangled state的粒子时有明显的超距作用。Ebhard证明了不可能利用这种效应传递任何信息，因此超光速通信不存在。但是关于EPR悖论仍有争议。

10．虚粒子

在量子场论中力是通过虚粒子来传递的。由于海森堡不确定性这些虚粒子可以以超光速传播，但是虚粒子只是数学符号，超光速旅行或通信仍不存在。

11．量子隧道

量子隧道是粒子逃出高于其自身能量的势垒的效应，在经典物理中这种情况不可能发生。计算一下粒子穿过隧道的时间，会发现粒子的速度超过光速。

一群物理学家做了利用量子隧道效应进行超光速通信的实验：他们声称以4.7c的速度穿过11.4cm宽的势垒传输了莫扎特的第40交响曲。当然，这引起了很大的争议。大多数物理学家认为，由于海森堡不确定性，不可能利用这种量子效应超光速地传递信息。如果这种效应是真的，就有可能在一个高速运动的坐标系中利用类似装置把信息传递到过去。

Terence Tao认为上述实验不具备说服力。信号以光速通过11.4cm的距离用不了0.4纳秒，但是通过简单的外插就可以预测长达1000纳秒的声信号。因此需要在更远距离上或者对高频随机信号作超光速通信的实验。

12卡西米(Casi)效应

当两块不带电荷的导体板距离非常接近时，它们之间会有非常微弱但仍可测量的力，这就是卡西米效应。卡西米效应是由真空能(vacuum energy)引起的。Scharnhorst的计算表明，在两块金属板之间横向运动的光子的速度必须略大于光速（对于一纳米的间隙，这个速度比光速大10-24）。在特定的宇宙学条件下（比如在宇宙弦(co icstring)的附近[如它们存在的话]），这种效应会显著得多。但进一步的理论研究表明不可能利用这种效应进行超光速通信。

13．宇宙膨胀

哈勃定理说：距离为D的星系以HD的速度分离。H是与星系无关的常数，称为哈勃常数。距离足够远的星系可能以超过光速的速度彼此分离，但这是相对于第三观察者的分离速度。

14．月亮以超光速的速度绕着我旋转！

当月亮在地平线上的时候，定我们以每秒半周的速度转圈儿，因为月亮离我们385,000公里，月亮相对于我们的旋转速度是每秒121万公里，大约是光速的四倍多！这听起来相当荒谬，因为实际上是我们自己在旋转，却说是月亮绕这我们转。但是根据广义相对论，包括旋转坐标系在内的任何坐标系都是可用的，这难道不是月亮以超光速在运动吗？

问题在于，在广义相对论中，不同地点的速度是不可以直接比较的。月亮的速度只能与其局部惯性系中的其他物体相比较。实际上，速度的概念在广义相对论中没多大用处，定义什么是“超光速”在广义相对论中很困难。在广义相对论中，甚至“光速不变”都需要解释。爱因斯坦自己在《相对论：狭义与广义理论》第76页说“光速不变”并不是始终正确的。当时间和距离没有的定义的时候，如何确定速度并不是那么清楚的。

尽管如此，现代物理学认为广义相对论中光速仍然是不变的。当距离和时间单位通过光速联系起来的时候，光速不变作为一条不言自明的公理而得到定义。在前面所说的例子中，月亮的速度仍然小于光速，因为在任何时刻，它都位于从它当前位置发出的未来光锥之内。

超光速存在吗?

问题一：超光速粒子存在吗？ 有质量的物质运动速度都不可能超过光速。所以如果这个粒子有质量，那么它就不能超光速运动。

问题二：如果存在超光速，会发生什么样的超自然现象？ 你可以直接穿梭时空、可以穿梭到过去或未来、形成时空扭曲、哦不，应该是弯曲。 楼上朋友也说了，这个是爱因斯坦的相对论里面的、它包括狭义相对论和广义相对论两个部分，狭义相对论变革了从牛顿以来形成的时空概念，提示了时间与空间的统一性和相对性，建立了新的时空观。广义相对论把相对原理推广到非惯性参照系和弯曲空间，从而建立了新的引力理论。现在地球上穿越时空的人很少、、 我个人猜想穿越时空你可以回到过去、 比如回到过去4年、 你可以看到你自己、 他也能看见你、 。。 但这样可能会导致历史的改变而造成空间扭曲。。 这些只是我的猜想罢了、、 确实、这些玩意儿值得我们关注

问题三：到底有没有超光速？ 有的。霍金在《宇宙的未来》中说：量子力学的不确定性原理讲，粒子不可能同时具有定义很好的位置好定义很好的速度。粒子位置定义的越，则其速度就只能定义的越不，反之亦然。如果在一颗黑洞中有一颗粒子，它的位置被很好的定义，这意味着它的速度不能被的定义。所以粒子的速度就有可能超越光速。

希望采纳

问题四：超光速是否存在？ 在理论上基本粒子和宏观物体都是不能超光速的，这是狭义相对论的一大主要结论。但是随着近代物理的发展，中微子这种基本粒子被发现且被证明有质量，甚至在对撞试验中记录到了超光速的现象，近的一次记录就在11年底，但是实验结果未被终采用，官功称需要更多的实验加以证明。对于一个普通人来只能负的说，暂时还没有被论证的超光速现象存在，但是并不代表其不存在。

问题五：超光速到底存不存在？如果有，例如？ 根据新理论，光速不是极限速度。

在七十年代前后，射电天文学家发现，宇宙中有4个致密的河外类星体射电源。河外射电星体有时会抛出一、两对射电星云――射电子源，这似乎是一次猛烈爆炸引起的，它们彼此高速分离，其中大约有半数出现超光速运动，甚至达到光速的5倍至10倍。

速度本是相对的，物理本质与参照系无关。

新理论光速只限制视界的大小，不改变物理本质。因此相对论是可以适用于任何特定波速测量的效应。

相对论是解决高速运动物体的物理现象，为何不符合牛顿定律规律的。

这里面有两个关键点：相对的概念，现象与物理本质的区别。

理解这两点，就可以正确理解相对论了。很多人都没做到。

有些相对论结论，是人们误解了相对论。

时间本是人类为表述自然过程而制定的一个参数。它确实应该象牛顿所说，与其它无关的均匀流逝，其它的时间，都是不符合定义的。所以，时间不会倒流。不会出现时空穿梭。

运动是相对的，时间是均匀的，空间是平坦的，在密闭运动火车内部 发出的光，就是相对于车外静止参照系以超光速运动。

如果我们超过声速，我们就追上了钟以前发出的声音，比如我们1点从钟处出发，于是听到钟是这样报时的：59(分)，58(分)，57(分)...！这个就是超光速时间倒流的通俗解释。

根据牛顿定义的时间和速度，反向的两束光，相对速度是两倍光速。

根据爱因斯坦时间定义，各参照系可以有自己的时间，因此爱因斯坦时间不是客观、公认规律，也就不是科学时间定义。爱因斯坦是哲学家，不是科学家。

参见百度百科：科学、客观、公认、时间。

是否会有超光速

超光速是不可能的。

站在现在的物理学角度，超光速是不可能的，因为相对论的两条基本设之一就是因果律成立，也就是说，我们如果承认因果律，那么在相对论的框架下超光速就是不可能的。

我们知道洛伦兹变换在闵氏空间中是双曲变换，那么就会有两条渐近线，在两条渐近线之间靠近空间轴x的部份我们称之为类空空间，靠近时间轴t的部份称之为类时空间，只有在类时空间只能够才满足因果律（也就是我们现在的世界）。

光速是否不可超越，超光速现象真的存在吗？

提到光速首先应该想到爱因斯坦和他的相对论，相对论是20世纪初物理学取得的伟大的成就之一。

相对论从根本上改变了一直以来所形成的关于时间、空间和运动的陈旧概念，建立了一个新时空。

首先我们来了解一下，爱因斯坦的相对论是在什么背景下产生的。

18世纪时期，牛顿的经典力学依然是人们普遍认同的物理定律，但人们那时候还没有意识到经典力学的局限性（仅适用于宏观世界以及低速的状态下）。

随着电磁学的兴起，科学家开始系统的研究电磁现象，并且探寻造成这些电磁现象的基本原因。

有一位叫做詹姆斯·麦克斯韦的科学家基于物质的粒子绘景，推导出来了微观麦克斯韦方程，成功的解释了当时的各种电磁现象，通过方程组也预测了一些电磁现象，也正因为如此，麦克斯韦也被称为电磁学的奠基人。

詹姆斯·麦克斯韦

我们讨论相对论，和电磁学有什么关系呢？别急，往下看。

19世纪末期，科学家发现麦克斯韦方程组经过经典力学中的伽利略变换之后，该方程出现了改变，即不符合相对性原理。

麦克斯韦方程组

大概意思就是说：在一个坐标系的物理定律，经过适当的坐标变换之后，这个物理定律可以适用于所有的坐标系。

前面已经提到麦克斯韦方程组已经成功被大量的实验所证实，所以麦克斯韦方程组的正确性是毋庸置疑的。

那么问题来了，究竟是经典力学的伽利略变换有局限性，亦或者是相对性原理的问题。

科学家首先就把矛头指向了相对性原理，放弃相对性原理之后提出了“以太说”，从该说推导出光速对不同的参考系有不同的数值。

然而，很快斐索实验和迈克耳孙-莫雷实验就表明了光速与参考系的运动无关。

迈克耳孙-莫雷实验原理

“以太说”不攻自破。这也行侧面证明了相对性原理的正确性。也就是说伽利略变换具有局限性。

这时候，洛伦兹提出了洛伦兹变换，自此，麦克斯韦方程组和相对性原理的矛盾终于解决了。

荷兰物理学家 洛伦兹

1905年，爱因斯坦经过总结发布了一篇论文，题目是《论动体的电动力学》，初步提出了狭义相对论的概念，其中包括两大基本原理，其他关于狭义相对论的结论都是在这两条基本设的基础上推倒而来的。

基本设一、光速不变理论

通俗来讲就是：无论在任何参考系下，光速永远是299792458m/s，并不会因为参考系的运动使得光速叠加。

基本设二、狭义相对性原理

以下是根据狭义相对论推导出的的结论。

1.光速是宇宙中所有物体的运动以及信息传递的上限。同时也是无静止质量粒子（光子）和对应的场波动（引力波，电磁波）在真空中的速度。

2.的质能等价公式E=mc²。

由公式可以发现，物体的静质量与速度是成正比的，当一个物体以光速运动，那么其质量也将会变得无穷大，也就是说任何静质量不为零的物质是不可能达到光速的，因为如果要达到光速，这就需要无穷的能量来推动，而无穷多的能力是不存在的，也就无法达到光速了。

看到这里，我们对光速应该就有了一定的认识，也就是说：光速限制的是有质量的物体。

那什么情况下会超光速呢？

很简单：只要不涉及能量和信息的传递就可以了。

宇宙中的超光速现象有哪些？

宇宙加速膨胀

宇宙膨胀其实来源于宇宙大爆炸理论，而宇宙大爆炸自然说的就是在138亿年前，一个质量、热量、密度无限大，体积无限小的奇点发生热爆炸诞生了宇宙。

宇宙中的大多数星系都在远离银河系，不过不是因为这些星系本身的运动所造成的，而是因为星系之间的空间膨胀才导致星系之间互相远离。

早发现宇宙膨胀的天文学家是乔治·勒梅特，他观测到大部分的星系光谱都存在着红移的现象，之后提出了的哈勃定律V=H₀D，这个H₀就是宇宙膨胀的速度。

H₀单位是千米每秒每兆帕秒，意味着地球和目标星系之间每相隔百万分之一秒，星系的速度就会增加哈勃常数这一个常数的值。

哈勃常数在宇宙计算中有着举足轻重的作用，是量化宇宙演变直接的工具之一，还可以计算宇宙的规模、大小和年龄。

那么应该如何测算它的数值呢？有两种方法。

一是利用宇宙微波背景辐射。原理是利用这些辐射中微小的起伏从而推算出哈勃常数的数值。

宇宙背景辐射产生于宇宙大爆炸之后的30万年之后，是一种充满宇宙的电磁辐射。宇宙微波背景辐射是来自宇宙空间背景上的各向同性、黑体形式还有各向异性的微波辐射。根据大爆炸理论，宇宙是从极热的一种状态而来，而背景辐射会随宇宙膨胀逐渐变冷，但是背景辐射的能谱的原始黑体形状被保存了下来。

宇宙微波背景指的是宇宙大爆炸时期，所遗留的热辐射（简称CMB，或遗留辐射），这种辐射充满了整个宇宙，同时可以称得上是宇宙中古老的光。

宇宙微波背景

另一种是通过观测造父变星和la超新星，原理是测算我们距离类星体和中间星系的距离，再把这段距离和物体的红移进行比较，看物体的光被拉伸了多少。

光谱红移

红移，是指电磁辐射波长增加，频率降低到一种现象。在可见光波段中光谱的谱线会朝红色一端移动一段距离，相反的，也有蓝移，与之对应的是：波长变短频率增加。

星系红移

科学家通过了1965年发现的宇宙3K微波背景辐射现象和红移现象观测计算出来了哈勃常数的值，科学家目前观测到的哈勃常数为H=67.80±0.77km/s/Mpc，就是说距离每增加一百万秒距，两个星系的退行速度增加67.80千米每秒。

在这种测定方法中，不仅得到了宇宙膨胀的速度，甚至得出了宇宙加速膨胀的结论。

实际上我们通过宇宙微波背景得到的宇宙年龄为138亿岁。而宇宙可观测直径就达到了930亿光年，同样可以知道宇宙在超光速膨胀的结论。

那么宇宙膨胀超光速和爱因斯坦的相对论矛盾吗？

当然不矛盾，因为宇宙膨胀是空间自身膨胀，同时也并不涉及信息传递。

量子纠缠

在量子力学中，当几个粒子彼此之间相互作用后，各个粒子拥有的特性会成为整体特性。这种性质就叫做量子纠缠。

举个简单的例子：

设一个零自旋粒子衰变称为两个以相反方向移动的两个粒子之后，对其中的一个粒子测量自旋，如果得到的是上旋那么另一个粒子一定是下旋。

更不可思议的是这种现象不受距离的限制，即使是两个粒子放在930亿光年的两端，依然可以观测到量子纠缠现象。

科学家也提出：量子纠缠到速度至少比光速快10000倍。但科学家至今仍不明白量子纠缠到基础机制。

接着我们再来讨论，量子纠缠由于不能传递信息，所以也没有违背爱因斯坦的相对论。

量子纠缠现象

爱因斯坦的相对论从一定程度上间接的催生了量子力学这门物理学科，同时也为研究微观世界的高速运动确立出全新的数学模型。由此可见相对论在物理界的地位。

结语

题目中的光速不可超越，是由狭义相对论推导出的结论，具有一定的前提条件。- -直以来人们认为光速不可超越，然而超光速现象一件一件的被发现，其实是大多数人没有正确理解“光速无法超越”这个定理，对这个定理产生了逻辑性的错误。

我们人类对于宇宙的探索还很遥远，未来也许还会发现更多的超光速现象，但可以肯定的是它们一定不存在信息传递。

宇宙中存在超光速现象吗？

地球赤道周长4万公里，真空光速为每秒三十万公里，因此光子每秒能绕地球七圈半。

太阳系是个直径两光年的球形区域，从地球出发不论从哪个方向飞，都需要至少飞一光年，才能离开太阳系。

一光年，对旅行者一号来说，需要3万年才能飞完。

尽管在光子的“感知”里，自己不需要时间，就能到达宇宙任何地方，但在低速运动状态下的人类看来，一光年的距离，就意味着连光都需要一年时间才能跑完。

而且一年之后

离开的不过是半径一光年的太阳，可进入到的，却是半径465亿光年的可观测宇宙，以及可能连半径都没有的，“全宇宙”。

由此可以看出，光速之于宇宙，好似蚂蚁之于地球，如果再考虑到地球恒定，而宇宙膨胀的话，光速连蚂蚁都不如……

但好在宇宙中还是存在超光速的

目前，真正被大众熟知的，且被科学界承认的超光速，一共有两个，它们分别是量子纠缠超光速，和宇宙膨胀超光速。

但这两个超光速，都不传递信息，因此既没有违反相对论，也没有打破因果律。

只不过，“超光速违反相对论”这一说法，其实有点冤枉这个百年前的理论。

因为在狭义相对论之后，诞生的广义相对论中，时空结构是，可以被质量“肆意蹂虐”的。因此光线在经过太阳周围时，才会被弯曲。

大质量恒星晚年的核心区，也才会因为质量过大，而变成黑洞。

1930年，爱因斯坦和同为物理学家的罗森，构想了一种，时空扭曲到后的产物，“爱因斯坦-罗森桥”

这个后来被称为“虫洞”的东西，可以连接宇宙中，任意两个时空坐标，从而实现坐标之间的“快速抵达”，且理论上来说，只要时空足够扭曲，那么虫洞还可以让人类，在一瞬间从地球到达，254万光年外的仙女座星系。

重要的是，整个过程完全是利用了，时空本身的特性，没有任何违反相对论的地方。

那么虫洞是怎么产生的？

人类又该如何生成虫洞？

目前的理论认为，天然虫洞源于时空漩涡的碰撞，而时空漩涡，就好像滚开水中不断涌现的气泡，天然虫洞则是气泡们短暂“相交”时的产物，但“相交”必然是短暂的。

所以在宇宙接近零度的今天，天然虫洞基本销声匿迹了。

物理学家基普.索恩认为，想要在今天的宇宙中生成稳定虫洞，需要“负能量”来帮忙，它可以帮助虫洞保持稳定，并确保虫洞不会被引力“坍塌”，遗憾的是，尽管“卡西米尔效应”中，有负能量的影子，但物理学界对负能量的研究还很有限，人造虫洞也还停留在科幻阶段。

在今天的航空航天界来看来，物理学界的“虫洞”根本没有任何实际意义，航天科学家们眼下更期盼的，是可控核聚变和霍尔推进器，前者能为飞船提供充沛电能，后者能让飞船直接“用电加速”

如此一来，化学能源+反作用力推进，的低效率将不复存在，人类文明也将迎来真正的“星际大航海时代”

超光速有没有存在的可能？

超光速是不可能的。

站在现在的物理学角度，超光速是不可能的，因为相对论的两条基本设之一就是因果律成立，也就是说，我们如果承认因果律，那么在相对论的框架下超光速就是不可能的。

我们知道洛伦兹变换在闵氏空间中是双曲变换，那么就会有两条渐近线，在两条渐近线之间靠近空间轴x的部份我们称之为类空空间，靠近时间轴t的部份称之为类时空间，只有在类时空间只能够才满足因果律（也就是我们现在的世界）。