自愛(ài)因斯坦的相對(duì)論發(fā)表以來(lái),人類(lèi)前進(jìn)的腳步和思想就被死死地限定在一個(gè)數(shù)值上——光速。由于質(zhì)能等價(jià),物體運(yùn)動(dòng)速度越接近光速,質(zhì)量就會(huì)變得越來(lái)越大,要再將它加速就需要更多的能量,所以它的速度永遠(yuǎn)不可能達(dá)到光速,因?yàn)槟蔷鸵馕吨矬w的質(zhì)量將變得無(wú)限大,必須要有無(wú)限的能量才能做到。即使宇宙大爆炸重新來(lái)過(guò),估計(jì)我們也不可能找到足夠的能量來(lái)加速一個(gè)小小的物體,使之達(dá)到光速,所以要想超光速,還不如去研究永動(dòng)機(jī),或者去應(yīng)蒼老師的征婚,畢竟月薪1萬(wàn)8就符合條件了。
不過(guò)在已知宇宙中,還是有兩個(gè)速度是超過(guò)光速的,一個(gè)是宇宙誕生時(shí)的暴脹速度,一個(gè)是遙遠(yuǎn)的星系,正在以超光速遠(yuǎn)離我們而去。這點(diǎn)和相對(duì)論并不矛盾,相對(duì)論限制的是物體在空間中的運(yùn)動(dòng)速度,并不包括空間自身膨脹,就像你在馬路上行走,你的速度可能只有1米/秒,但馬路要是以光速在膨脹的話,bia的一聲,你就超光速了。
那么宇宙中究竟有沒(méi)有實(shí)際存在的物體,其運(yùn)動(dòng)速度超過(guò)光速的呢?以前看到有人說(shuō),如果拿著一根30萬(wàn)公里長(zhǎng)的棍子,一端以大于1米/秒的速度旋轉(zhuǎn),另一端不就超過(guò)光速了嗎?不過(guò)即使齊天大圣來(lái)了,估計(jì)也揮不動(dòng)這么長(zhǎng)的金箍棒。從這個(gè)故事里筆者想到了脈沖星,一種直徑約20-40公里,質(zhì)量卻比我們的太陽(yáng)還大2倍左右的中子星。已觀察到的脈沖星,最快的是Terzan 5ad,每秒鐘要旋轉(zhuǎn)716轉(zhuǎn),它表面物質(zhì)的速度是不是超過(guò)光速了呢?這個(gè)想法令人振奮,結(jié)果卻令人氣餒,按40公里直徑計(jì)算,它表面上任意點(diǎn)的速度為90000千米/秒,也只能達(dá)到光速的30%。有沒(méi)有沖星,其表面物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)速度可以超過(guò)光速呢?如果Terzan 5ad的直徑達(dá)到133公里,或者旋轉(zhuǎn)速度超過(guò)2400轉(zhuǎn),愛(ài)因斯坦的相對(duì)論就要完蛋了。不過(guò)這樣的脈沖星似乎永遠(yuǎn)也不會(huì)有,因?yàn)槊}沖星是大質(zhì)量恒星坍縮形成的,直徑再大就會(huì)坍縮成黑洞,而旋轉(zhuǎn)超過(guò)1500轉(zhuǎn),它就會(huì)被離心力撕得粉碎。世界真是殘忍,一環(huán)扣著一環(huán),你的愿望永無(wú)可能實(shí)現(xiàn)。不過(guò)由于脈沖星質(zhì)量極大,表面速度極快,時(shí)間膨脹效應(yīng)明顯,人們倒是可以利用它穿越時(shí)空去未來(lái)旅行,只要你能經(jīng)受它表面強(qiáng)大的重力和極高的溫度。
看來(lái)在宏觀世界上我們是找不到超光速的候選者了,那么微觀世界呢?據(jù)說(shuō)當(dāng)初電子自旋的發(fā)現(xiàn)者,荷蘭萊登大學(xué)兩名不知“天高地厚”的學(xué)生,烏侖貝克和古茲密特,把他們關(guān)于電子自旋的論文拿去給著名大師洛侖茲看,洛侖茲幫他們計(jì)算了一下,如果電子在自旋的話,表面的速度將達(dá)到光速的10倍,嚇得兩個(gè)年輕人花容失色,心急火燎趕回學(xué)校要撤銷(xiāo)那篇論文。不過(guò)悲劇了,他們的老師已把論文寄出去了,只好安慰他們說(shuō),年輕人,干點(diǎn)蠢事沒(méi)關(guān)系。后來(lái)事實(shí)證明這不是蠢事,電子確實(shí)在自旋,不過(guò)它的自旋并不是我們平時(shí)想象的行星那種自轉(zhuǎn),它要轉(zhuǎn)兩圈才會(huì)回到同樣的位置。腦洞太大,不好想象了,意思大約是它自轉(zhuǎn)一圈要720度吧,不知道現(xiàn)實(shí)生活中你看到過(guò)轉(zhuǎn)一圈要720度的東西沒(méi)有?不過(guò)人類(lèi)的實(shí)驗(yàn)觀察手段無(wú)法深入到電子層面,電子的自旋被描繪成它的自秉屬性,誰(shuí)也沒(méi)法想象它究竟怎么旋轉(zhuǎn)的,至于它的表面超光速問(wèn)題也就不了了之了。
所以,電子自旋表面速度超過(guò)光速算是一個(gè)疑案嗎?
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