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超光速真的可能存在!你應(yīng)該知道的科學(xué)真相

2011年9月22日,《自然》雜志報(bào)道了一條科學(xué)新聞,意大利格蘭薩索實(shí)驗(yàn)室的“奧佩拉”項(xiàng)目的研究人員在接收730公里外的歐洲核子研究中心發(fā)射的中微子束時(shí),發(fā)現(xiàn)中微子速度達(dá)到了299798454米/秒,這比光速的299792458米/秒還快了5996米,這意味著這束中微子的速度超越了光速。消息一出,迅速在科學(xué)界引起軒然大波,包括著名物理學(xué)家霍金在內(nèi)的物理學(xué)家們都表示了強(qiáng)烈的不信任,這緣于愛(ài)因斯坦的“光速不可超越”理論已經(jīng)被物理學(xué)界普遍認(rèn)可。

雖然參與這項(xiàng)研究科研人員聲稱他們?cè)趦赡陜?nèi)共觀測(cè)到多達(dá)1.6萬(wàn)次中微子超越光速的現(xiàn)象,但仍然沒(méi)得得到科學(xué)界的認(rèn)可,這是因?yàn)榭茖W(xué)的事實(shí)必須要經(jīng)過(guò)其它人的重復(fù)實(shí)驗(yàn)才可以得到公認(rèn)的,而在隨后的日子里,并沒(méi)有其它的科研項(xiàng)目得出了相同的結(jié)果,2012年6月8日“奧佩拉”項(xiàng)目宣布,由于技術(shù)測(cè)量人員的失誤,造成了這次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果錯(cuò)誤。

愛(ài)因斯坦又贏了一次,那么光速真的就是不可以超越的嗎?有一些科學(xué)家卻不這么認(rèn)為,他們對(duì)權(quán)威進(jìn)行了勇敢的挑戰(zhàn),1962年,美國(guó)科學(xué)家德什潘德、比拉紐克和蘇達(dá)尚開(kāi)始了超光速的研究,并在物理學(xué)雜志上發(fā)表了一篇名為《“元”相對(duì)論》的論文,詳細(xì)闡述了超光速的可能性。

在論文里,蘇達(dá)尚指出:“我們現(xiàn)在不能將低于光速的物質(zhì)加速到超過(guò)光速,但并不代表宇宙中沒(méi)有天生就是以超光速運(yùn)動(dòng)的粒子。就像古代生活在印度的人們,他們沒(méi)有能力翻過(guò)喜瑪拉雅山,于是就此斷定喜瑪拉雅山的北邊就沒(méi)有人生活一樣,這明顯是錯(cuò)誤的結(jié)論?!北羞@一理念,1967年科學(xué)家費(fèi)因伯格提出了《快子理論》,將的超光速粒子命名為“快子”(tachyon),而將比光速慢的粒子命名為“慢子”(bradyon)。該理論指出,快子是生來(lái)就以超光速運(yùn)動(dòng)的,而慢子則不可能以任何辦法達(dá)到光速。

快子的理論提出之后,在20世紀(jì)的七、八十年代很多科學(xué)家投身其中進(jìn)行研究,但是無(wú)一例外的都遇到了巨大的困難,隨后的研究工作也就慢慢的停滯了。直到2000年,我國(guó)的王力軍博士在《自然》雜志上發(fā)表了一篇名為《增益輔助超光速的光傳播》的論文,指出通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到在光脈沖通過(guò)Cs原子氣體時(shí),其速度超過(guò)了光速300倍。2008年,科學(xué)家薩拉特等人在《自然》雜志上發(fā)表了論文《Testing the speed of “spooky action at a distance”》,指出實(shí)驗(yàn)表明量子糾纏的傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)光速。這兩篇論文都引發(fā)了它們是不是真正意義上的超光速現(xiàn)象的爭(zhēng)論。

在天文觀測(cè)方面,也發(fā)現(xiàn)有不少似疑超光速現(xiàn)象的存在,只是距離太遠(yuǎn),無(wú)法得到確切的證據(jù)。另外,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在核電站的核裂變反應(yīng)堆里,核反應(yīng)產(chǎn)生的光子在冷卻水中的速度是真空中的速度的75%,而在同等的條件下,核聚變產(chǎn)生的高速粒子卻高于這個(gè)速度,這說(shuō)明在冷卻水中,核聚變產(chǎn)生的高速粒子超過(guò)了光的速度。

科學(xué)界之所以堅(jiān)持“光速不可超越”這一論斷,是基于愛(ài)因斯坦的權(quán)威和相對(duì)論在物理學(xué)中的崇高地位。而愛(ài)因斯坦之所以強(qiáng)調(diào)光速不可超越,是因?yàn)樗睦碚摵凸饺慷际墙⒃谶@個(gè)基礎(chǔ)上的,也就是說(shuō)相對(duì)論不能在超光速的范圍內(nèi)使用。就像牛頓的經(jīng)典力學(xué)一樣,任何科學(xué)理論都只有一定適用范圍,相應(yīng)的相對(duì)論也應(yīng)該是一個(gè)相對(duì)的真理,它并沒(méi)有能力來(lái)斷言宇宙中不可能存在超光速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。

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