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超光速的中微粒子现象,其实是实验数据错误

未知 2019-06-09 14:04

前不久就有实验室说发现了"超光速"的中微子震惊世界,然而却是闹了个大乌龙。

2011年9月22日,意大利物理学家安东尼奥·雷迪塔托引起了世界的震惊。

他宣称他的团队在OPERA项目实验中发现了一种超光速的中微子,实验是意大利的格兰萨索国家实验室与欧洲核子研究组织合作进行的。

在对16111次中微子测量实验的结果中,发现中微子的速度超出了光速40322.58分之一。

这一结果的宣布确实让全世界的物理学家都震惊了,根据爱因斯坦的相对论,这是不可能发生的事,假如这个实验数据是真实的话,那么它产生的影响是相当巨大的。

很多科学家对这个实验结果保持怀疑的态度,有的去联系安东尼奥,想验证这个实验数据。

虽然安东尼奥对这个数据很有信心,但是最终在很多次验证后,发现数据确实错了。

因为GPS卫星传输信号的电缆出现连接不良,导致接收的数据存在了延迟。这次的数据中,中微子的行进时长多了73纳秒,所以测算的距离比实际要多。

最终真实的数据依旧没能超过光速,2012年6月8日向世界公布了这次实验的错误。

其实现实中也有几种可以说是超光速的现象,但是这些现象并不是和相对论有关的现象。

一、量子纠缠效应

量子纠缠也是爱因斯坦提出的一种理论。

量子就是构成电磁波和物体中最最基本的粒子,典型的量子就是光子、电子、中微子等等。

当两个光子一开始就被"纠缠"在一起时,这两个光量子就会形成一个特殊的纠缠系统,这个纠缠系统非常有意思。

在这个纠缠系统里,不管两个光子之间的距离有多远,两者都会同时感应到对方。

比如其中一个光子自旋向下时,那么同时另一个纠缠的光子一定会自旋向上,这种感应速度几乎为0,爱因斯坦都称其为"超光速的幽灵感应"。

那爱因斯坦都称为超光速了,那相对论岂不是自己打脸吗?

其实并不然,这种超光速只有信息上的传递,并没有能量上的传递,也没有与时空的相互作用,更不可能有质量,所以这并不是相对论涉及的领域。

还有说思想的速度也是超光速的,其实这和量子纠缠效应有异曲同工之妙。

比如说:

有两个盒子,一个装了红色纸条,一个装了黑色纸条,然后将其中一个盒子运送到美国纽约。

然后你打开自己的盒子,发现是红纸条,那你会在瞬间知道远在地球对面的盒子里装的是黑纸条。

这就好像量子纠缠里,你观察到这个光子是自旋向下,那你就知道另外一端的纠缠光子一定是自旋向上。

于是就有科学家想根据这个现象来传递信息。

通过控制光子的自旋方向来定义数字,把二进制的数据刻录在量子纠缠系统里,从而能超光速般的瞬间传递信息。

然而事实上我们并不能刻意控制纠缠光子的自旋方向,它们的自选方向都是随机的,只能留待科学家们探索了。

二、宇宙的膨胀速度

前面呦呦的文章中有说过宇宙是在膨胀的。

这个现象四由星系天文学之父哈勃提出的哈勃定律揭示的。

哈勃定律:河外星系的视向退行速度与距离成正比,即距离越远,视向速度越大。

简单点说就是,两个星系之间相互远离的速度和两者之间的距离成正比,两者距离越远,那么相互远离的速度就越大。

哈勃定律揭示了宇宙是在不断膨胀的,而且宇宙的膨胀是全空间都在膨胀,在宇宙中的任何一点看,四面八方都是在远离该点,并且离得越远,分离速度越快。

宇宙年龄为138亿年,而可观测宇宙的直径已经是930亿光年,也就是说,宇宙的膨胀速度是超光速的。

不过这种膨胀速度已经不在相对论的范畴里了,它是宇宙空间上的膨胀,是由宇宙自己的规则所决定的。

其实还有虫洞什么的也能达到超光速的情况,但是由于并没有实际观测出来,所以不讨论。

虽然说现实中还没有能有超光速的物体产生,但是并不妨碍科学爱好者对超光速的幻想。

物体的速度越接近光速,那么时间会越来越慢,如果达到光速,那么时间是不是静止的呢?如果真的超过光速,时间会不会倒流?

如果我的速度超越光速,是不是可以回到过去了?

其实再往后想想,这就是一个悖论。

如果真的时间倒流,那也只是我的时间在倒流,而我之外的世界时间还是在正常的运转。

而我的时间如果倒流,会不会回到我出生时,出生前?还是说回到我超过光速的起点?

如果回去了,那我是怎么超光速的?

这其实就是个悖论,类似于外祖母悖论,有兴趣的大家可以搜索下。

其实爱因斯坦也谈论过超光速会出现什么现象:超光速产生的结果就是黑洞。

也就是说当物体的运行速度超过光速后,因为运动质量无限大,无可避免的形成了移动中的黑洞。

现在谈论的超光速只能存在于幻想中,相信科学发展到一定阶段后,一定可以解开光速是否可以超越的谜题,只是我们怕是等不到那个时候吧。

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