举例来讲,在火箭升空时,会在其顶部前方形成压力波,并以声速离开。火箭距离音障越近,压力波需要逃开火箭路径的时间就越少。一旦火箭达到声速,压力波积聚并产生音爆巨响。
相似地,当电子在水中的运动速度超过光速,也会产生一种有时呈现为蓝色辉光的激波,不过有时也会是紫外线的形式。当然,这些粒子在水中超过光速的时候,它们并非突破了宇宙速度的限制,即30万公里每秒。
当相对论不再适用
我们要知道,爱因斯坦的狭义相对论已经阐明:具有质量的物体无法超越光速。以目前物理学家的认知,我们的宇宙确实遵守这一法则。不过那些没有质量的东西呢?
光子,就其本质来说是无法超越光速的,但是光的粒子并不是宇宙中唯一不具有质量的东西。真空空间不具有物质实体,也就是说不具备质量。“那只是虚无的真空,其膨胀速度是可以超越光速的,因为没有什么东西需要打破光障,”理论天体物理学家Michio Kaku说,“真空空间的膨胀一定能够超越光速。”
这正是物理学家们认为的在宇宙大爆炸后立即发生的极速膨胀,该理论首先由物理学家Alan Guth和Andrei Linde于上世纪80年代提出。在兆兆分之一秒内,宇宙不断重复地复制自身体积,于是,整个宇宙外部边缘的扩张速度极其之大,远超过光速。
量子纠缠
“如果两个电子足够靠近,根据量子理论,它们将同时振动。”Kaku介绍到。现在,假如我们把这两个电子拆开,让它们相聚数百或者数千光年,它们仍会保持着这种即时通信桥梁。
“如果我晃动其中一个电子,那么另一个会立刻感知到这个振动,这比光速还要快。爱因斯坦认为这违背了量子理论,因为任何东西都不能超越光速。”Kaku写道。
实际上早在1935年,爱因斯坦、鲍里斯·波多尔斯基还有纳森·罗森曾试图借由一个思想实验推翻量子理论。爱因斯坦称之为“诡异的超距作用”。
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