現在人類認知的最快速度是光速嗎?

Manny李文輝

從現有的理論來看,光速是物體的局域運動速度的極限,而且只有諸如沒有靜止質量的光子才能達到這個極限,其他物體只能趨近於它。我們知道,物體從空中掉到地上,由於地球引力的吸引作用,物體的速度會逐漸加快。同樣地,黑洞也能產生強大的引力作用,靠近黑洞的物體都會被吸進去。落向黑洞的物體持續被加速,最後的運動速度將會超過初速度。

然而,對於光而言,卻不會出現被引力加速的情況。雖然黑洞確實可以把光吸進去,但光在進入黑洞的過程中,速度並不會增加,不會出現超過光速的情況,而是仍然以光速運動。

根據廣義相對論,引力並不是一種吸引力的作用,而是一種幾何效應。黑洞並沒有吸引物體,而是黑洞造成周圍空間發生彎曲,物體在這種彎曲空間中沿著測地線加速運動,所以看起來就像是黑洞把物體吸引過去。

另一方面,根據狹義相對論,無論空間是否被物體彎曲,哪怕是被黑洞彎曲,光在空間中的運動速度都不會發生變化,這就是光速不變原理。落入黑洞的光不會超過光速,而是一直保持光速。這一原理很早就被理論預言,後來又被實驗證實,並且經過一百多年的考驗仍然保持正確。

雖然物體的局域速度不能比光速更快,但確實存在一些某種意義上的超光現象。例如,宇宙誕生之後的最初階段,空間經歷了暴脹,這個膨脹速度遠超過光速。而隨後的空間膨脹速度也是超過了光速,可觀測宇宙用了138億年的時間從無窮小的奇點膨脹為半徑465億光年的空間區域。然而,這都是由空間自身擴張所引起的,並不是物體的局域速度真的超過光速。


火星一號

首先給出答案:單純說速度現在人類認知最快的速度並不是光速!至於題主補充黑洞的速度,在這裡我就不得不在此老生長談!之所以光逃脫不了黑洞,是因為黑洞的引力足夠大!並不是速度超過了光速。舉個簡單例子,如果你直線扔一顆釘子中間被磁鐵吸住了,那麼你能說磁鐵速度超過光速嗎?


至於我為什麼說人類認知速度比光速快,因為光速不變原理適用範圍為物質運動!!!所有具有靜止質量的物體速度不能超過光速!但是在自然界中卻存在許多超光速現象已經被人類所瞭解!

量子糾纏

這個名詞經常看問答的朋友估計非常熟悉,它就是兩個粒子之間的一種“超距作用”“神奇的心靈感應”(具體解釋可以去看我前面的回答)這一現象曾是愛因斯坦反駁波兒的論據之一,但事實是量子糾纏確實存在,不但存在而且它們之間的速度至少是光速的4個數量級!!!名副其實的超光速。


但是我們要知道的是,量子糾纏並不違反光速不變原理,因為這一速度並不能傳播信息!!!而光速不變原理指的是傳遞信息的速度不能超過光速!所以這也就是為什麼雖然量子糾纏超光速了,但我們應用的卻不是它的速度!而是量子加密技術!

空間膨脹

空間膨脹就是我們所說的另一個超光速現象,同樣光速不變原理也對空間不適用!空間的膨脹是處處膨脹,這就會造成空間的每一處都膨脹同樣大小,但越遠的地方會讓我感覺膨脹更多(具體解釋前面回答也有,打字太累、、、)所以在離我們很遠的宇宙膨脹速度就會超過光速!而這一原理也是目前人類認為可以超光速旅行的一種手段!!!


總之,再次重複我前面回答說的一句話:看問答希望大家不是看熱鬧,尤其是科學類的,希望大家在看完後能夠多瞭解,不要一知半解!!!


歡迎留下你的看法!!


科學認識論

是的!目前人類認知中的最快速度就是光速,並且以目前的理論認為宇宙中最快的速度也是光速,沒有任何物質的速度能超過光。


至於題主說的黑洞的速度,這個描述是有問題的,題主說的所謂的黑洞的速度實際上是黑洞這種天體的“逃逸速度”,逃逸速度這個概念來自於“萬有引力”,這個理論認為“任意兩個有質量的物質之間存在一個天然的吸引力,且這個引力的大小和兩物質的距離的平方成反比”,而逃逸速度則是說一個物體想要用產生相反方向的向心力的方法來掙脫中心天體的引力所需要的速度。

向心力的公式是F=mv/r²,萬有引力的公式是F=GMm/r²,當這兩個力相等是,求出的速度v是說只要物體以這個速度v在這個r的距離上做圓周運動,這個物體就不會被萬有引力吸過去,這叫環繞速度,而逃逸速度是這個物體以逃逸速度的速度繞天體做圓周運動,則這個物體就可以脫離萬有引力的控制。這個速度一般等於√2gr。

黑洞的逃逸速度超過了光速,也就是說物體在某一個範圍內時(事件視界),即便以光速環繞黑洞,這個光速產生的向心力也不足以抵抗黑洞的萬有引力,要抵抗萬有引力必須超過光速,但宇宙的極限速度是光速,所以說被黑洞吸引住的光無法逃出去。

愛因斯坦在廣義相對論中解釋了光無法逃出去的本質,引力的本質來自於空間的彎曲,想象一個平面,代表我們的空間,引力來自空間的彎曲,所以平面的向下凹陷代表了引力,存在於斜面上的物質自然是要滑落下去的,這就是引力吸引物質。如果這個斜面傾斜度一般,物質以一定的速度環繞中心旋轉自然能夠跑出去,走直線也可以出去,但需要持續做功。

而黑洞這個天體特別可怕,它把空間幾乎彎曲成了垂直,這個時候物體的環繞速度再快也是無法逃出去的,這就是黑洞把光給吸引住的原因。



事實上這個必須不恰當,但比較形象,具體原因就不闡述了。


螞蟻科學

▲漩渦場的本質是真空漣漪推湧的漩渦場。

物理證實不是數學,不存在數學歸納法,只要有一個反例,命題即可被無情證否。

僅憑邁克爾遜莫雷實驗,證否了以太,就屁顛顛結案了?光子究竟是什麼?引力子呢?




▲準黑洞的脈衝星電磁輻射到達是可見光。

迄今為止,光的傳播機制,依然不清楚,理論只是理論。不過,大量事實證明愛因斯坦光速不可超越的命題是可靠的。

光速c不變來自漩渦真空場,有c²=1/ε0μ0為證。物理世界就是量子世界。


▲核子自旋就像龍捲風與真空場互為因果。

真空場充滿著光速的漣漪子,拽動核子以光速自旋與振動,拽動電子自旋與繞旋。

邏輯上,旋轉場與真空場互為因果。核子附近真空度最高,電子雲真空度較高。

▲準黑洞的中子星的輻射到達是藍紫光。

核子自旋引發的真空場輻射引力波。電子繞旋引發的真空場輻射電磁波。因此,光速的本質是真空場的波動。

據說黑洞是純中子態。中子還是“子”,就一定自旋與震盪,並與真空場互因,推湧真空漣漪以光速各向傳播。

▲準黑洞的類星體的輻射到達是可見光。

由於純中子態的真空場漩渦效應極大,輻射諸如伽瑪暴之類的超高頻電磁波,它們到達我們的射電望遠鏡或視網膜,都是紫外線,因而我們看不見黑洞。

因此,所謂的視界內的光被超強引力吸住,很可能就是無稽之談。



▲黑洞/黑球的輻射到達是幾乎是紫外線。

讀者可反思,那些接近黑洞的脈衝星、中子星、類星體,為什麼有特別亮呢?按視界邏輯應該是很暗淡的嘛!

綜上,光速是宇宙中不可逾越的速度,萬有引力來自核子自旋的漩渦真空場,核子密度越大,引力就越大,輻射的超高頻電磁波佔比超大(→100%),所以我們看不到而稱其為黑洞。


原道童子

這又是相對論問題。人類認知還沒有,但確實有超光速。

廣義相對論說引力是幾何力,這個觀點是正確的。物質與時空不可分離性決定了物質運動與時空的密切聯繫。牛頓慣性定理應當這樣拓展:物體在沒受到外力作用下,會沿著原來時空拓撲約束運動;物體具有保持時空拓撲守恆的性質。

開普勒定理就是典型的要求時空拓撲守恆的定律。

廣義相對論應當滿足黎曼封閉曲面上的,時空曲率積分為常數,或曲率張量的某種縮並運算為零階張量。

光被吸在黑洞中,類似“地球圍繞太陽轉”。光永遠光速運動(因為它是能量子,通常顯示為波動性)。只不過被囚禁在了“黑洞時空拓撲上”而已。

考慮一種中子星以上緻密物質,當從這一頭敲擊,則力傳播到那一頭的速度很可能超光速。這裡一樣可通過時空拓撲守恆定理計算一下。

在微觀量子世界,基本行為方式就是量子干涉和量子隧穿。實際上這來自微觀粒子具有自在自洽運動。微觀粒子的自在自洽運動引起了整個宏觀上的相互作用行為。這種相互作用是對稱守恆的。具有運動守恆(能量、動量、電荷、拓撲)和信息守恆(狀態空間歸一化,幾率守恆)。

微觀粒子在時空中運動,其幾率是守恆的,即要求佔滿所有可能幾何路徑。每條路徑都有一定的概率通過。這就是微觀粒子運動的量子干涉和量子隧穿(通過極低概率的幾何(時空)路徑或通道)現象。

實際上,原子核外電子的能級現象,就是典型的電子在核時空約束下的量子干涉。電子能級就是典型的電子幾率空間量子化了,且量子化在有限集(群)上。能級間隔就是幾率真空,電子不可達區域。

當某個外來電子處在這個電子的幾率真空上時,將會受到“幾率真空漂移力”。化學鍵應當是典型的、動態的幾率真空力。

那麼,量子糾纏速度是什麼現象呢?它應當是宏觀距離上的幾率真空漂移速度!

人類可以構造許多超光速現象了!進而將人類的科技進行高速推進!


譚宏21

我看到過類似你說的黑洞那個比喻。光子是魚,黑洞是瀑布,從這個角度來說你說的沒毛病。

我不是很清楚廣義相對論的細節,因為畢竟不是做這塊的。雖然很多答案明確的否認了你關於黑洞的說法,但黑洞內是無法被觀測到的,所以實際討論這件事沒多大意思。(反正黑洞內無法實際觀測,你說啥,我說啥,都只是理論推測,無法證實誰對誰錯)。

觀測是最重要的。目前觀測到的最大的速度是光速。

人類認知裡超越光速的事情是有的。比如暴漲。此外也有觀點認為量子糾纏的超距作用看上去是超光速的(但實際上有所區別。在非局域和非現實這兩點裡,非現實更加關鍵。所以我說看上去超光速。這事情不是簡單能說清楚的,謹慎起見,我就不把它作為一件超光速的事情了。)。

在實際的實驗中,甚至不能說完全沒有超光速的信號。我們只能說沒有超光速的直接信號。因為有一個很好的例子,就是因為負質量導致的對稱性自發破缺。

我們知道有質量的東西速度小於光速。無質量的東西速度等於光速。負質量的東西我們沒有實驗上看到也沒有相應的理論,只是推論認為它是超光速(論文裡這些負質量的粒子叫 Tachyon, 快子,速子,超光速粒子的意思)。我們暫且假定負質量的東西確實對應著超光速。從實驗角度來說,雖然我們看不到負質量的東西,但能看到因為負質量導致的對稱性自發破缺。大名鼎鼎的希格斯玻色子就是對稱性自發破缺的一個例子或者證據,按照我們的假定,看到希格斯實際上我們已經看到了超光速的間接的信號,或者有這樣一種可能,超光速的東西對於我們可觀測到的世界產生的影響就是通過希格斯這種東西體現出來的?


安茲烏拉恭

一句話:有靜止質量的物體速度再快,也只能無限逼近光速卻達不到光速。因此從物質運動的層面來講,速度上限就是光速

在狹義相對論中有質速關係式和

質能方程。前者包含一項洛倫茲因子,規定速度上限不得超過光速。而質速關係式告訴我們,物體質量會隨著速度上升而增大,而且質量是沒有上限的增加。此時,我們再來看質能方程,質量越大包含的能量越大,而這無窮的能量需要外界來提供,顯然外界(全宇宙)是無能為力的。

但宇宙中也有超光速的存在,比如量子糾纏和宇宙空間膨脹。

量子糾纏,比如一對處於糾纏態的粒子,將兩個在空間上分隔開來,我們來觀測其中一個(由於觀測會導致波函數坍縮),發現它處於A狀態,那麼我們不用再測量另一個粒子即可知道它的狀態是B。(要注意,在觀測前,粒子處於AB疊加態)

空間膨脹:這個是指哈勃當年發現遠處星系的紅移現象(紅移說明星系在遠離我們),並且越遠速度越快。這正是空間膨脹的證據,一個形象的比喻,將各星系鑲嵌在氣球上,隨著氣球的吹大,各個星系自然而然的就遠離的,這並不是星系自身的運動,而是空間膨脹所致。



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賽先生科普

世界上最快的速度連科學家也不知道,看我來告訴你,人的眼睛,什麼速度都不可能超過眼,為什麼,答案,科學家說太陽光到地球要多少光年。那光的速度比人的眼光速度差多少光年。我再加一個讓你更能理解的,人眼晴一開就能看到星空。


用戶7994851926580

地球繞自轉軸自轉的平均角速度為 7.292×10^(-5)弧度/秒,在地球赤道上的自轉線速度為 466 米/秒,直徑10000米的隕石以46.5km/s的速度撞擊地球。

根據類比法,地球的自轉速度並不比高空自由落體的平均速度快,當然自由落體的最後的瞬時速度也是相當快的;例如殞石撞地球,而人造飛行導彈的速度可以超音速的十幾倍,因此,光線進入黑洞視界後,其速度一定會增加,即黑洞能讓光子超光速,這樣愛因斯坦相對論就不成立了!但這豈不是與物理學相悖了?其實不然,因為黑洞是違背常規物理學的天體。


微基因衍光子

關於黑洞,光子逃不出黑洞,並不代表黑洞比光子快,黑洞作用於光子上的力,而你說的快慢則是速度,兩者本質就不同。另外,你的意思應該是光子在黑洞外是光速,那麼在黑洞內,加上黑洞的引力是不是就能超過光速,這個問題因為我們無法觀測黑洞內部,所以也無法確切求證。但是目前有一種說法,有些太陽發出來的光子,在經過行星時會出現偏離,有可能引力影響的不是光子,而是空間,那麼黑洞造成的空間扭曲就是一個封閉的圓,光子在黑洞中還是以光速前進,但是空間是封閉的,光子只能不停繞著黑洞運行,甚至被固定在某一點。我記得是時間簡史還是什麼書裡寫的,假設你能防止被黑洞的引力撕碎,在進入黑洞邊界時,你會發現你在一直掉落,但是卻永遠無法進到黑洞更深處,應該就是被困在了黑洞的扭曲空間。


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