理論物理是科學(xué)中獨特的一支，充滿了有趣的假想實驗、概念和假設(shè)裝置。在這里，你可以看到薛定諤的貓，了解愛因斯坦稱之為“幽靈般的”量子糾纏，這確實令人難以置信。但理論物理中最古怪的概念源自于愛因斯坦的工作。
——“量子糾纏”
盡管人們正在熱議關(guān)于超光速粒子的概念，一些人相信它的確是存在的。雖然科幻作家經(jīng)常使用“超光速粒子”這個詞，但這種假想的粒子尚未成為粒子物理學(xué)標準模型的一部分。我們從未觀測到它們，也沒有任何跡象表明它們可能存在。只不過是它們的存在可能是符合自然規(guī)律的。如果它們確實存在，則會表現(xiàn)出一些與眾不同的特性，其中之一就是它們的速度大于光速。但光速并不像它被認為的是一道界限那樣一無是處。
由于快子比光速快，我們無法觀測。如果有個快子在附近通過，我們會看到兩條軌跡，出現(xiàn)的軌跡及反向離去的軌跡。震波的黑線是切連科夫輻射，只在一瞬間出現(xiàn)。這種雙重圖像效果最為顯著的情況是當觀察員坐落在超光速對象（在這個例子中為一個球，顯示為灰色）的軌跡上時。右側(cè)藍形狀是藍移多普勒光到達觀察者產(chǎn)生的（觀察者位于黑色切連科夫線中心處），這光線在球體到達觀察者之后才能被觀察到。左邊的紅色形象由紅移光形成，這些光線是球體離開后向觀察者發(fā)出的。因為對象在光到達之前到達，觀察者直到球體經(jīng)過才能夠觀察到，此后，在觀察者看來，球體的影像分解成為兩個——到達的影像（左側(cè)）和離開的影像（右側(cè)）。
人們普遍認為光速是宇宙速度極限，任何事物的速度都無法超越光速。但事實上，這只適用于正常情況，原因很簡單：每當你推動一個有質(zhì)量的物體，比如火箭，你都得消耗能量才能使其運動。速度越快，所需能量越多。這是按增加的比例計算的，隨著它的速度接近光速，它需要越來越多的能量來進一步加速直到達到光速，而這需要無窮多的能量。但你永遠不可能提供這么多能量。那些不像火箭一樣具有質(zhì)量的物體，比如光子，在真空中以光速傳播。但是相對論并沒有把完全相反的情況排除在外，這就使我們都注意力重新回到快子。
假設(shè)快子的確存在，它們不可能減速到小于光速，因為這也需要無窮多的能量。與正常物質(zhì)相反，一個快子所具有的能量越少，它的速度越快，吸收能量后則會減速。但這看上去更奇怪了。
相對論中提到了一種現(xiàn)象——時間膨脹，聽上去像是宇宙的奇異屬性之一，但它確實存在?？臻g和時間以某種方式聯(lián)系在一起，產(chǎn)生了“時空”。因此，你越快的穿過空間，時間過得越慢。這實際上是一個加速問題。
我們通常認為重力是一個拉力，在把我們往下拉。更確切的說重力是向某個物體的加速度。體積、質(zhì)量大的物體會對它們臨近的物體產(chǎn)生一個向它們自己的加速度。因此，當你在太空中給火箭加速時，時間會變慢，但越接近重力源，速度也會越慢。因此即使靜止在地球表面，你也能感受到向著地心的加速度。這意味著時間對你而言比對國際空間站上的宇航員要慢，因為他們與地球的距離比你離地球的距離遠。盡管這聽上去很奇怪，但我們知道這不僅僅是阿爾伯特·愛因斯坦的預(yù)言。時間膨脹是具有現(xiàn)實意義的。
圖解 :橫向運動的時間膨脹——“時間膨脹”
這一點在GPS系統(tǒng)上有所體現(xiàn)。為了保證GPS正常工作，你必須在納秒水平上嚴格計時。問題在于，如果地球上的時鐘比GPS衛(wèi)星上的時鐘慢，那么計時誤差將非常迅速地累積。因此，我們必須調(diào)整并補償時間膨脹造成的誤差以使系統(tǒng)正常工作，如果不這樣，只需要大概兩分鐘GPS系統(tǒng)就可以得出錯誤的結(jié)果，并且誤差將每天增加大約10公里。
每次人們使用GPS系統(tǒng)時，它都會針對時間膨脹進行調(diào)整。因此，盡管你運動得越快，時間就越慢，但是你不能比光運動得更快的另一個原因是，光速也恰好是時間“停止”的點。這比實際情況要復(fù)雜一些，我們會在以后的視頻里討論。
由于快子的速度比光快，因此它們會得到相反的效果。簡而言之，它們總是使時間倒流?？熳拥拇嬖趯a(chǎn)生廣泛的影響。如果可以將它們用于傳輸信息，你就可以將消息發(fā)送到過去。1907年，愛因斯坦提出，超光速通訊會造成因果關(guān)系悖論。這違反了因果律，在這種情況下，因不會導(dǎo)致果，而果會先于因。如果你能以超光速交流，那么你可以給自己打電話，或者像愛因斯坦所說的那樣，給過去打電話，并給過去的自己一些關(guān)于股票的提示，從而發(fā)家致富。
圖解：快子超光速訊號的世界線。黑座標是甲的靜止系。紅座標是乙的靜止系。時間方向向上。右邊黑線是甲的世界線?？梢娍熳踊氐郊装l(fā)出訊號前?！S基百科“快子電話”
這就是所謂的快子電話。但是我們似乎并沒有接到很多來自未來的電話，這可能說明所有這些事情是否可能實現(xiàn)尚未可知，但是關(guān)于它的爭論仍在繼續(xù)。現(xiàn)在，科學(xué)家們正在尋找快子。
如果它們從太空流向我們，當你尋找它們時，可能會以為它們很像宇宙射線，但與宇宙射線不同，它們應(yīng)該比它們進入大氣層時產(chǎn)生的粒子更早到達地面的探測器，因為它們速度更快。目前尚沒有研究表明快子不存在。但有一個模型可以解釋為什么快子是不存在的，并且與相對論本身保持一致。
它來自猶他州立大學(xué)的詹姆斯·衛(wèi)勒（James Wheeler）和約瑟夫·斯賓塞（Joseph Spencer）的研究。無需太過深入了解這種模型的抽象性，他們將空間和時間重新設(shè)想為一對光錐。一個錐體是過去，另一個錐體是由現(xiàn)在聯(lián)系在一起的未來。
這個模型是這樣的：當相對論支持快子存在的時候，這個模型和它們的可能性也就消失了。
A是當前事件；B是未來光錐，C是過去光錐；黃色代表光線。根據(jù)狹義相對論，光速是自然界的最高速度，因此普通物質(zhì)的世界線只能位于光錐內(nèi)，光錐外的白色部分是禁區(qū)，其時空也無法對觀測者（當前事件）的時空產(chǎn)生任何影響。——“光錐”
在理論物理學(xué)領(lǐng)域，只有經(jīng)過多年的辯論物理學(xué)家們才能就某件事達成共識。但是，正如理論物理學(xué)中經(jīng)常發(fā)生的那樣，你最終會遇到其他一系列問題和奇怪之處。
該模型還預(yù)測了一些令人不安的情況。它意味著宇宙是確定的。那種宇宙是不確定的，因為宇宙在量子水平上看起來確實是基于概率的，甚至是隨機的。但是，多年來量子力學(xué)領(lǐng)域中的一些人對此持不同意見。他們堅持認為，隨機性只是一種幻想，確定論的思想永存。
問題在于，一個確定的宇宙本身就很令人毛骨悚然。這意味著未來已經(jīng)被書寫并被定下了基調(diào)。這樣看來，我們只能是演繹注定的劇本的演員。
哲學(xué)家仍在爭論確定性對生存的意義，但時間膨脹和相對性的另一面是，隨著人類相對于外界運動得更快，時間不僅會變慢，而且實際上，人類的宇宙飛船正在穿越時空。這可能意味著未來是一成不變、完全確定的。
但是在量子力學(xué)中，確定論仍然是有缺陷的。這兩個看似正確的觀點如何調(diào)和仍然是一個未知數(shù)，但是正如莎士比亞曾經(jīng)說過“世界是一座舞臺”，也許他比他自以為的更正確。
參考資料
1.維基百科全書
2.天文學(xué)名詞
3. 陸瞻
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參考資料
1.WJ百科全書
2.天文學(xué)名詞
3.原文來自：https://www.youtube.com/watch?v=4yJHZkaMVWU （必須保留原文鏈接??！，請自行插入原文鏈接）
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