三體網(wǎng)【宇宙印象專欄】(謝頓)愛因斯坦相對論指出,任何一個物體都無法比光速運行得還快,但是在量子力學中,超光速似乎并不難。最讓愛因斯坦煩惱的就是量子糾纏的超距作用。在量子尺度上,在宇宙一端的粒子可以與宇宙另一端的粒子發(fā)生瞬時反應,無論它們距離有多遠,都會在第一時間通知對方自己的狀態(tài)。荷蘭物理學家或證明了糾纏電子在微小的鉆石阱中的超光速移動,表明可能存在運行得比光還快的粒子。
在量子力學中,這個世界是無奇不有的,與我們的宏觀世界有著天壤之別,瑞士日內瓦大學的物理學家尼古拉斯·吉辛發(fā)現(xiàn)如果我們發(fā)現(xiàn)某些粒子的超光速行為,那將是改寫歷史的一刻。
事實上,人類的物理學一直在不斷進步,從牛頓時代到愛因斯坦時代,人們的觀點從一開始無法接受,到最終接受了新的理論,期間長達百年之久。愛因斯坦提出相對論時也鮮有人認為是對的,只是后來的量子力學重大發(fā)現(xiàn)進一步推動了物理學的變革。
愛因斯坦相對論中不允許超光速的粒子存在,在狹義相對論中,光速是不變的,光速不變原理是宇宙時空對稱性的體現(xiàn),如果一個物體移動速度接近光速,那么質量也會無限增大,可能存在無限接近光速的行為,但超過光速被認為是不可能發(fā)生的。不過,歐洲粒子物理實驗室的科學家曾經(jīng)自擺烏龍,在日內瓦實驗室向7百公里以外的另一個實驗室發(fā)射的中微子,發(fā)現(xiàn)了運動速度超過光速的亞原子粒子,后者這個實驗被證實存在誤差,超光速仍然是無法實現(xiàn),愛因斯坦又勝利了。
光速超過任何物質運動的速度是愛因斯坦相對論基礎,這個發(fā)現(xiàn)在1905年時就存在了,在真空環(huán)境中,宇宙中沒有任何物質的運動速度可以超過光速。目前禁止超光速理論已經(jīng)存在了100多年。如果超光速現(xiàn)象存在,那么整個物理學理論體系將會重新洗牌?,F(xiàn)在,超距作用的無法解釋稱為潛在的超光速質疑點,物理學家認為量子力學需要有新的突破,在量子世界中,物體可以同時處于多個疊加態(tài),疊加態(tài)之間以某種方式聯(lián)系而存在,這個隱變量使得我們的物理體系存在問題,也就是愛因斯坦認為的物理學幽靈。
近半個世紀以來,隨著觀測儀器的進步,我們能夠進行更復雜的實驗,如果糾纏中的原子對遙遠粒子產(chǎn)生超距作用,那么它們可能有我們所未知的糾纏效應,其可能與超光速有關?;蛟S這個現(xiàn)象并非超光速,與蟲洞的機制一樣,在量子世界中也有某種快速的時空途徑,讓兩個彼此間隔距離遙遠的亞原子粒子產(chǎn)生瞬間聯(lián)系。
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