基本粒子以近光速旅行的三种方式！真的大开眼界！

光速，或许大部分人听到这两个字，闪出的画面是在浩瀚无际的宇宙中一条光粒子划出一条完美的光弧线，而光速旅行是太空科幻小说的主要内容。光速看似遥不可及，其实它离我们并不遥远。

在自然界的基本粒子，不乏以近光速运动的粒子，它们其实无处不在。

当扭曲的磁场断裂和重新排列时，它们会以接近光速的速度在太空中抛掷粒子。这个过程被称为磁重联。但在现实生活中，物理学却成了障碍。爱因斯坦的狭义相对论本质上限制了宇宙旅行的速度，就我们所知，没有什么比光速更快的了。更糟的是，当物体接近光速时，任何有质量的物体都会变得越来越大，从而拖慢物体的速度。据我们所知，只有小颗粒才能接近光速。

一百年前，1919年5月29日，科学家对日食进行了测量，证实了爱因斯坦的理论。而今天，我们来看看三种可以加速到惊人速度甚至于近光速的方法。

电磁场

我们知道磁场和电场共同作用使带电粒子加速。这种电荷允许电磁场推动粒子前进，甚至有时速度接近光速。

我们甚至可以在地球上模拟这个过程。巨大的粒子加速器(比如美国能源部的费米国家加速器实验室，或者欧洲核研究组织的大型强子对撞机)会产生脉冲电磁场。这些电场使带电粒子加速到接近光速。其次，科学家们经常把这些粒子撞在一起，看看会释放出什么粒子和能量。

在这些碰撞后不到一秒钟的时间里，我们就能迅速观察到宇宙形成后最初几秒钟内存在的基本粒子。比如那次发生在大约138亿年前的被称为大爆炸的事件。)

磁爆炸

太阳也是太阳耀斑现象的宿主。在太阳表面舞动的是一团混乱的磁场。有时，这些磁场会相交并断裂，将太阳物质的羽状物从表面喷射出去——有时，带电粒子也会随之喷射出去。

当交叉线之间的张力过大时，这些线就会发生爆裂性断裂，并在磁力线重新连接的过程中重新排列。一个地区磁场的快速变化会产生电场，从而导致所有伴随而来的带电粒子被高速抛出。来自太阳的粒子可能会加速到接近光速的速度，这是由于磁场重新连接而从太阳抛出的。这类物体的一个例子是太阳风，即太阳向太阳系发射的带电粒子流。

波粒相互作用

当电磁波碰撞时，粒子也能高速倾斜；这种现象在技术上更被称为波粒相互作用。换句话说，当电磁波发生碰撞时，它们的磁场会被压缩。带电粒子在波之间来回弹回可以获得能量，就像球在两个合并的墙之间弹回一样。

这些相互作用发生在整个宇宙。比如在地球附近的美国宇航局的任务，范艾伦探测器，正在观察波粒相互作用，以更好地预测粒子运动，并保护卫星上的电子设备。这是因为高速粒子会损坏这些精密的航天器部件。

超新星或恒星爆炸也可能在更遥远的相互作用中发挥作用。研究人员提出理论，恒星爆炸后，会产生爆炸波——一种由高温、高密度压缩气体构成的外壳——它会以高速从恒星核心急速膨胀。这些气泡充满带电粒子和磁场，为波粒相互作用创造了可能的环境。这个过程可能以接近光速的速度喷射出由粒子组成的高能宇宙射线。