
当物理学家上周宣布他们检测到的亚原子颗粒(称为中微子)似乎比光速快的速度,这似乎是艾尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)的相对论特殊理论设定的宇宙速度限制的例外。
他在1905年提出的爱因斯坦理论描述了运动的相对性,尤其是任何以光速或接近光速移动的运动的相对性。当时,人们认为,就像声波,海浪或冲击波一样,光浪不得不穿过媒介。但是,他们没有空气,水或地面,而是认为光波穿过一种称为以太的物质,比空气不太明显,使宇宙遍布宇宙。
哈佛大学物理学教授彼得·加利森(Peter Galison)表示,科学家认为物理定律对于一个静止的醚而言会有所不同,并且通过适当的实验,可以弄清楚真正静止的是什么。 [扭曲的物理:7个令人振奋的发现这是给出的
“爱因斯坦摆脱了这一点,”加利森说。 “没有物理特性与'我真正静止的说法有关。'这确实是特别的相对论。”
换句话说,无论我骑自行车还是坐在公园长凳上,物理学的特性对我来说都是相同的。但是,特殊相对论不适用于加速。爱因斯坦将在他的相对论一般理论中解决这个问题。
特殊相对论还基于第二个假设,该假设给出了光速(每秒186,000英里(每秒3亿米)),真空具有特殊的状态。爱因斯坦(Einstein)认为,无论观察者的速度如何,光总是以相同的速度行驶。
因此,如果您的汽车足够快,从理论上讲,您可以赶上子弹。但是,无论您是朝它开车还是远离它,您都无法赶上,甚至降低光脉冲的明显速度。
终极速度限制
根据爱因斯坦的理论,光速成为一种最终的速度限制。实际上,根据理论,它们需要无限的能量来达到光速,因为它们是汽车还是中微子,都无法达到光速。
根据加利森的说法,一些实验似乎具有光速,但这些效果是虚幻的。穿过不同介质(例如冷冻钠气体)的光确实放慢了速度,但这是因为光在培养基内的原子之间弹跳。他说,但是在与原子的互动之间,它仍以每秒186,000英里(每秒3亿米)的速度行驶。
加利森说,声称可以将光线超过每秒186,000英里(每秒3亿米)的光线同样虚幻。
加利森使用假设来解释原因。如果您将激光指针在月球表面上发光,然后将手腕甩动以扫过整个表面,这是否意味着明亮的点比光速更快地越过月球表面?不,因为实际上没有什么可以越过月球的表面 - 点不是实际的对象,所以它只是激光束中的一系列光子击中表面。
加利森说:“ 100年来,人们一直使用这些更复杂的悖论来尝试说:'好吧,没有这样的方式超过光速吗?'” “通常,它们涉及加速运动,这不是真正的物体”,例如激光指针的亮点 - 或无限的能量。”换句话说,作弊。
在实验室中研究人员可以给人留下印象通过调整光波峰在太空中传播的速度,以比速度限制更快的速度。但是,这并不能提高实际电磁信息传播的速度 - 这是通过波幅度的整体形状传达的。
铁包层理论?
自从爱因斯坦引入了特殊的相对论以来,它给出的理论及其对光速的特殊地位显得已经出现。
到目前为止,那就是。在瑞士CERN实验室进行歌剧实验的科学家将中微子横向454英里(730公里)到意大利,并计算出他们的旅行速度。令人震惊的是,中微子似乎以60亿秒的速度击败了光速。这一发现似乎在过去106年的物理学面前飞行。
加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校物理学助理教授本·莫雷尔(Ben Monreal)说:“我们的理解根本没有发展,自第一天以来,我们就一直在进行特别精确的相对论测试。” “特殊的相对论已经通过颜色进行了100多年的颜色。这就是为什么这种结果如此令人惊讶和出乎意料的原因。”
如果是发现歌剧实验确实,含义更加弯曲。在特殊的相对论下,如果某些东西的行进速度比光速快,它会及时倒退。这样的命题可能会干扰导致效应之前的基本规则,称为因果关系。
加利森说:“许多物理学家对这些主张都不感到非常感动的原因是,这可能会使因果关系本身变得非常成问题。”换句话说,它提高了时间旅行的前景。
还有另一个问题。爱因斯坦引入了光速作为数学常数,c。如果中微子确实可以超过光速,则c失去其特殊地位,引起其他物理学其他地方的其他问题c已用于计算,例如著名公式e = mc^2。 [扭曲的物理:比灯更快的发现的10个效果这是给出的
加利森说:“由于所有这些原因,人们将需要额外的证据来得出结论。”
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