Manny李文辉
我们通常所说的“光速限制”是有条件的,简单说就是,任何携带能量或者信息的事物的速度不能超越光速,言外之意,只要一种事物不携带能量或者信息,就可以超越光速!并不违反爱因斯坦的相对论!
而问题描述中所说的黑洞吸引光线的例子也并不能说明黑洞的速度超越光速,黑洞本身不能用“速度多少”去描述,主要是黑洞的引力很大,以至于光都无法逃脱黑洞强大的引力!
那么宇宙中是否存在没有携带任何能量和信息的事物呢?
还真有!
量子纠缠。相信很多人都听说过这种诡异的现象,量子纠缠的速度远超光速,甚至可以说是瞬间的,但量子纠缠本身不传递任何信息,只是作为一个整体来看,两个互相纠缠的量子在其中一个量子的状态出现变化时,另一个马上就会做出相应的变化!
打个比方,举一个宏观的例子,比如说一对手套分别装在两个袋子里,当你打开其中一个袋子发现是左手套,你立刻就会知道另一个袋子里是右手套,而两只手套就相当于两个纠缠的量子!
还有空间膨胀的速度。我们都知道最后自诞生开始就一直在超光速膨胀,现在仍旧如此,但空间膨胀本身并不传递任何信息!
还有就是“虫洞”的概念,利用的也是空间可伸缩性,利用强大的能量让空间弯曲甚至撕裂,在空间里“打一个洞”,瞬间跨越浩瀚星际距离!
所以说,光速并非人类认知最快的速度,而将来真正的星际旅行或许就需要通过“超光速”技术来实现!
宇宙探索
首先给出答案:单纯说速度现在人类认知最快的速度并不是光速!至于题主补充黑洞的速度,在这里我就不得不在此老生长谈!之所以光逃脱不了黑洞,是因为黑洞的引力足够大!并不是速度超过了光速。举个简单例子,如果你直线扔一颗钉子中间被磁铁吸住了,那么你能说磁铁速度超过光速吗?
至于我为什么说人类认知速度比光速快,因为光速不变原理适用范围为物质运动!!!所有具有静止质量的物体速度不能超过光速!但是在自然界中却存在许多超光速现象已经被人类所了解!
量子纠缠
这个名词经常看问答的朋友估计非常熟悉,它就是两个粒子之间的一种“超距作用”“神奇的心灵感应”(具体解释可以去看我前面的回答)这一现象曾是爱因斯坦反驳波儿的论据之一,但事实是量子纠缠确实存在,不但存在而且它们之间的速度至少是光速的4个数量级!!!名副其实的超光速。
但是我们要知道的是,量子纠缠并不违反光速不变原理,因为这一速度并不能传播信息!!!而光速不变原理指的是传递信息的速度不能超过光速!所以这也就是为什么虽然量子纠缠超光速了,但我们应用的却不是它的速度!而是量子加密技术!
空间膨胀
空间膨胀就是我们所说的另一个超光速现象,同样光速不变原理也对空间不适用!空间的膨胀是处处膨胀,这就会造成空间的每一处都膨胀同样大小,但越远的地方会让我感觉膨胀更多(具体解释前面回答也有,打字太累、、、)所以在离我们很远的宇宙膨胀速度就会超过光速!而这一原理也是目前人类认为可以超光速旅行的一种手段!!!
总之,再次重复我前面回答说的一句话:看问答希望大家不是看热闹,尤其是科学类的,希望大家在看完后能够多了解,不要一知半解!!!
欢迎留下你的看法!!
科学认识论
从现有的理论来看,光速是物体的局域运动速度的极限,而且只有诸如没有静止质量的光子才能达到这个极限,其他物体只能趋近于它。我们知道,物体从空中掉到地上,由于地球引力的吸引作用,物体的速度会逐渐加快。同样地,黑洞也能产生强大的引力作用,靠近黑洞的物体都会被吸进去。落向黑洞的物体持续被加速,最后的运动速度将会超过初速度。
然而,对于光而言,却不会出现被引力加速的情况。虽然黑洞确实可以把光吸进去,但光在进入黑洞的过程中,速度并不会增加,不会出现超过光速的情况,而是仍然以光速运动。
根据广义相对论,引力并不是一种吸引力的作用,而是一种几何效应。黑洞并没有吸引物体,而是黑洞造成周围空间发生弯曲,物体在这种弯曲空间中沿着测地线加速运动,所以看起来就像是黑洞把物体吸引过去。
另一方面,根据狭义相对论,无论空间是否被物体弯曲,哪怕是被黑洞弯曲,光在空间中的运动速度都不会发生变化,这就是光速不变原理。落入黑洞的光不会超过光速,而是一直保持光速。这一原理很早就被理论预言,后来又被实验证实,并且经过一百多年的考验仍然保持正确。
虽然物体的局域速度不能比光速更快,但确实存在一些某种意义上的超光现象。例如,宇宙诞生之后的最初阶段,空间经历了暴胀,这个膨胀速度远超过光速。而随后的空间膨胀速度也是超过了光速,可观测宇宙用了138亿年的时间从无穷小的奇点膨胀为半径465亿光年的空间区域。然而,这都是由空间自身扩张所引起的,并不是物体的局域速度真的超过光速。
火星一号
是的!目前人类认知中的最快速度就是光速,并且以目前的理论认为宇宙中最快的速度也是光速,没有任何物质的速度能超过光。
至于题主说的黑洞的速度,这个描述是有问题的,题主说的所谓的黑洞的速度实际上是黑洞这种天体的“逃逸速度”,逃逸速度这个概念来自于“万有引力”,这个理论认为“任意两个有质量的物质之间存在一个天然的吸引力,且这个引力的大小和两物质的距离的平方成反比”,而逃逸速度则是说一个物体想要用产生相反方向的向心力的方法来挣脱中心天体的引力所需要的速度。
向心力的公式是F=mv/r²,万有引力的公式是F=GMm/r²,当这两个力相等是,求出的速度v是说只要物体以这个速度v在这个r的距离上做圆周运动,这个物体就不会被万有引力吸过去,这叫环绕速度,而逃逸速度是这个物体以逃逸速度的速度绕天体做圆周运动,则这个物体就可以脱离万有引力的控制。这个速度一般等于√2gr。
黑洞的逃逸速度超过了光速,也就是说物体在某一个范围内时(事件视界),即便以光速环绕黑洞,这个光速产生的向心力也不足以抵抗黑洞的万有引力,要抵抗万有引力必须超过光速,但宇宙的极限速度是光速,所以说被黑洞吸引住的光无法逃出去。
爱因斯坦在广义相对论中解释了光无法逃出去的本质,引力的本质来自于空间的弯曲,想象一个平面,代表我们的空间,引力来自空间的弯曲,所以平面的向下凹陷代表了引力,存在于斜面上的物质自然是要滑落下去的,这就是引力吸引物质。如果这个斜面倾斜度一般,物质以一定的速度环绕中心旋转自然能够跑出去,走直线也可以出去,但需要持续做功。
而黑洞这个天体特别可怕,它把空间几乎弯曲成了垂直,这个时候物体的环绕速度再快也是无法逃出去的,这就是黑洞把光给吸引住的原因。
事实上这个必须不恰当,但比较形象,具体原因就不阐述了。
蚂蚁科学
光速逃不出黑洞,不是黑洞的速度问题,而是黑洞的引力问题,因为黑洞的引力巨大,所以导致黑洞周围的时空弯曲的非常明显,而靠近黑洞的事件视界时,弯曲的已几近于无穷大了,光线就沿着测地线进入了事件视界内,逃不出来了。
所以,没有黑洞的速度这一说。
现在人类认知到的最快速度是光速吗?
也有比光速还快的速度,比如宇宙大空间膨胀的速度,还有量子纠缠现象,不过,这两种超光速现象并不违背现有物理理论,因为,它们都没有传递有效信息。
有静质量的物体是无法达到光速的,所以,有静质量的物体的极限速度是光速(只可以逼近,但无法达到!)
在上世纪六十年代时,美国哥伦比亚大学的范伯格提出了关于快子宇宙的假说,即存在一个由快子组成的宇宙,快子是一种超光速粒子,它生来便是超光速,但当它获得能量时,速度便降低,当获得了无穷大的能量时,速度降低到快子宇宙所能容忍的最低速度——光速!
这刚好与我们的宇宙相反,我们的宇宙中是这样的,一个粒子获得能量,速度变快,获得的能量越多直至无穷大时,粒子的极限速度可达光速。
当然,这只是一个假说罢了。
但是给了人们一些遐想,是不是存在着一些与我们宇宙物理规律完全不同的宇宙呢?
一枚游戏科幻迷
一句话:有静止质量的物体速度再快,也只能无限逼近光速却达不到光速。因此从物质运动的层面来讲,速度上限就是光速。
在狭义相对论中有质速关系式和质能方程。前者包含一项洛伦兹因子,规定速度上限不得超过光速。而质速关系式告诉我们,物体质量会随着速度上升而增大,而且质量是没有上限的增加。此时,我们再来看质能方程,质量越大包含的能量越大,而这无穷的能量需要外界来提供,显然外界(全宇宙)是无能为力的。
但宇宙中也有超光速的存在,比如量子纠缠和宇宙空间膨胀。
量子纠缠,比如一对处于纠缠态的粒子,将两个在空间上分隔开来,我们来观测其中一个(由于观测会导致波函数坍缩),发现它处于A状态,那么我们不用再测量另一个粒子即可知道它的状态是B。(要注意,在观测前,粒子处于AB叠加态)
空间膨胀:这个是指哈勃当年发现远处星系的红移现象(红移说明星系在远离我们),并且越远速度越快。这正是空间膨胀的证据,一个形象的比喻,将各星系镶嵌在气球上,随着气球的吹大,各个星系自然而然的就远离的,这并不是星系自身的运动,而是空间膨胀所致。
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赛先生科普
▲漩涡场的本质是真空涟漪推涌的漩涡场。
物理证实不是数学,不存在数学归纳法,只要有一个反例,命题即可被无情证否。
仅凭迈克尔逊莫雷实验,证否了以太,就屁颠颠结案了?光子究竟是什么?引力子呢?
▲准黑洞的脉冲星电磁辐射到达是可见光。
迄今为止,光的传播机制,依然不清楚,理论只是理论。不过,大量事实证明爱因斯坦光速不可超越的命题是可靠的。
光速c不变来自漩涡真空场,有c²=1/ε0μ0为证。物理世界就是量子世界。
▲核子自旋就像龙卷风与真空场互为因果。
真空场充满着光速的涟漪子,拽动核子以光速自旋与振动,拽动电子自旋与绕旋。
逻辑上,旋转场与真空场互为因果。核子附近真空度最高,电子云真空度较高。
▲准黑洞的中子星的辐射到达是蓝紫光。
核子自旋引发的真空场辐射引力波。电子绕旋引发的真空场辐射电磁波。因此,光速的本质是真空场的波动。
据说黑洞是纯中子态。中子还是“子”,就一定自旋与震荡,并与真空场互因,推涌真空涟漪以光速各向传播。
▲准黑洞的类星体的辐射到达是可见光。
由于纯中子态的真空场漩涡效应极大,辐射诸如伽玛暴之类的超高频电磁波,它们到达我们的射电望远镜或视网膜,都是紫外线,因而我们看不见黑洞。
因此,所谓的视界内的光被超强引力吸住,很可能就是无稽之谈。
▲黑洞/黑球的辐射到达是几乎是紫外线。
读者可反思,那些接近黑洞的脉冲星、中子星、类星体,为什么有特别亮呢?按视界逻辑应该是很暗淡的嘛!
综上,光速是宇宙中不可逾越的速度,万有引力来自核子自旋的漩涡真空场,核子密度越大,引力就越大,辐射的超高频电磁波占比超大(→100%),所以我们看不到而称其为黑洞。
物理新视野
地球绕自转轴自转的平均角速度为 7.292×10^(-5)弧度/秒,在地球赤道上的自转线速度为 466 米/秒,直径10000米的陨石以46.5km/s的速度撞击地球。
根据类比法,地球的自转速度并不比高空自由落体的平均速度快,当然自由落体的最后的瞬时速度也是相当快的;例如殒石撞地球,而人造飞行导弹的速度可以超音速的十几倍,因此,光线进入黑洞视界后,其速度一定会增加,即黑洞能让光子超光速,这样爱因斯坦相对论就不成立了!但这岂不是与物理学相悖了?其实不然,因为黑洞是违背常规物理学的天体。
微基因衍光子
关于黑洞,光子逃不出黑洞,并不代表黑洞比光子快,黑洞作用于光子上的力,而你说的快慢则是速度,两者本质就不同。另外,你的意思应该是光子在黑洞外是光速,那么在黑洞内,加上黑洞的引力是不是就能超过光速,这个问题因为我们无法观测黑洞内部,所以也无法确切求证。但是目前有一种说法,有些太阳发出来的光子,在经过行星时会出现偏离,有可能引力影响的不是光子,而是空间,那么黑洞造成的空间扭曲就是一个封闭的圆,光子在黑洞中还是以光速前进,但是空间是封闭的,光子只能不停绕着黑洞运行,甚至被固定在某一点。我记得是时间简史还是什么书里写的,假设你能防止被黑洞的引力撕碎,在进入黑洞边界时,你会发现你在一直掉落,但是却永远无法进到黑洞更深处,应该就是被困在了黑洞的扭曲空间。
挺肿
光速是人类认知的最快产生实效应速度。
玩虚的,比光速快的,有思维,想去哪去哪,瞬间到达;有影子,夕阳西下,斜影收缩,比光快多了;宇宙膨胀,从这头到那头,900多亿光年之间的天体,相对退行速度,得光速的6倍,光总共才走了不到150亿年;量子纠缠,有说超亿倍光速,随便怎么说,反正光速是大大超了。但这些都不能传递信息。