爱因斯坦在相对论中,提出了光速最快理论,任何有质量的物体都无法超越光速。但是随着宇宙观测能力的提升,天文学家发现宇宙正在以超乎想象的速度膨胀。哈勃深空望远镜发现,距离地球越远的天体,远离地球的速度越快,因此越靠近宇宙边界,宇宙的膨胀速度越快,甚至有可能超越光速。
宇宙膨胀速度超越光速,并非是物体移动速度超越光速,而是空间的膨胀速度超越光速,这和相对论并不矛盾。
物体加速和空间膨胀:
相对论提出任何有质量的物体都无法超越光速,这是由于爱因斯坦提出能量和质量可以互相转换,随着物体的加速,能量的增加会让物体质量增加,物体速度越接近光速,质量的增加越明显,当物体到达光速时,质量也会变为无穷大,想要加速质量无穷大的物体,就需要无穷大的能量,因此光速无法超越。
通过在物体上施加能量,从而起到提高速度的作用,这是最为基础的思维,但是相对论同时提出了空间可以扭曲的理论,该理论也随着黑洞的发现得以证实。
空间可以扭曲、膨胀,并且相对论并没有对空间的膨胀速度加以限制,因为空间本身并不是一个有质量的实体,因此理论上空间的膨胀速度可以超越光速,宇宙的膨胀速度也可以超越光速。
物体的加速需要施加能量,而宇宙空间的膨胀,主要是因为宇宙中的暗能量发挥作用,暗能量所产生的的斥力,让宇宙可以一直加速膨胀,而宇宙边界的膨胀速度,很有可能已经超越光速。
宇宙膨胀速度超越光速,意味着人类也可以“超越光速”:
有质量的物体想要接近光速,需要消耗巨大的能量,并且随着速度接近光速,我们的相对时间流逝也会变慢,这对于我们的日常生活来说非常不方便。但是宇宙膨胀速度超越光速,就意味着空间膨胀、压缩的速度可以超越光速,以此为基础,科学家提出了很多“超越光速”的方法。
比较知名的,就是利用空间的扭曲形成虫洞,将两个距离非常遥远的目的地,从高维度空间进行折叠,从而减少空间距离。相距数百万光年的两个目的地,可以通过空间扭曲,变得异常靠近,从而缩短旅行时间。
虫洞理论,是基于二维平面的折叠,就像将一张纸对折,原本距离很远的边界就会重叠在一起。我们想要搭建二维平面的虫洞,就需要建立高度,也就是在三维空间建立二维空间的虫洞,因此处于三维空间的我们,也必须在四维空间建立虫洞,这也让虫洞目前只能停留在理论阶段。
除了虫洞理论,通过宇宙膨胀的逆向思维,我们可以通过压缩空间,减少两个目的地之间的距离。将十分遥远的空间,压缩成短暂的空间距离,从而实现快速旅行。
能够压缩空间的发动机,被称为翘曲驱动器,但是目前天文学家没有发现任何压缩空间的现象,而且根据天文学家的猜测,如果人类想要压缩空间,就必须找到反物质和反能量,反物质可以在实验室制造,但是反能量只是理论产物。
由于翘曲驱动器理论过于超前,很多科学家都已经放弃该理论,但少数科学家依旧在寻找不需要反能量的翘曲驱动器。
宇宙的膨胀速度之所以可以超越光速,是因为宇宙的膨胀只是空间膨胀,而并非只有质量物体的加速,因此宇宙的膨胀速度可以超越光速。
空间可以扭曲,空间的膨胀、压缩可以超越光速,利用空间的物理理论,未来人类或许不需要加速物体,只需要改变空间,就可以实现星际旅行。
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