什么东西的速度能超过光速？
当阿尔伯特·爱因斯坦第一次证明光在宇宙中以相同的速度传播时，他基本上给我们的宇宙设定了一个速度限制：每小时670616629英里。
但这并不是故事的全部。事实上，这仅仅是个开始。
在爱因斯坦之前，质量（构成你、我和我们看到的一切的原子）和能量被视为独立的实体。但在1905年，爱因斯坦永远地改变了物理学家看待宇宙的方式。
爱因斯坦的狭义相对论将质量和能量永久地联系在一起，形成了一个简单而又基本的方程E=mc2。这个小方程预示着，任何有质量的物体都不能像光一样快。
人类有史以来最接近光速的地方是在强大的加速器里，比如大型强子对撞机和垓电子伏加速器。这些巨大的机器将亚原子粒子加速到超过光速的99。99%，但正如诺贝尔物理学奖得主大卫·格罗斯（David Gross）所解释的那样，这些粒子永远不会达到宇宙速度的极限。
这是因为，这样做将需要无限的能量来达到这些速度，在这个过程中，物体的质量将变得无限，这是不可能的。（光的粒子，称为光子，之所以以光速传播是因为它们没有质量。）
自爱因斯坦以来，物理学家发现某些实体可以达到超光速（意思是“比光快”），但仍然遵循狭义相对论制定的宇宙规则。虽然这些并不能推翻爱因斯坦的理论，但它们给了我们洞察光和量子领域的特殊行为的机会。
相当于音爆的光
当物体的运动速度超过音速时，就会产生音爆。所以，理论上，如果一个物体的速度超过光速，它就会产生类似“光爆”的东西。
事实上，这种光的激增每天都在世界各地的设施中发生——你可以用自己的眼睛看到它。这被称为切伦科夫辐射，它显示为核反应堆内部的蓝色光芒，就像右边图片中爱达荷国家实验室的先进测试反应堆一样。
切伦科夫辐射是以苏联科学家帕维尔·阿列克谢耶维奇·切伦科夫（Pavel Alekseyevich Cherenkov）的名字命名的，他在1934年首次测量了切伦科夫辐射，并因这一发现于1958年被授予诺贝尔物理学奖。
切伦科夫辐射之所以会发光，是因为先进测试反应堆的核心被淹没在水中以保持冷却。在水中，光的传播速度是它在外太空真空中传播速度的75%，但是核心内部的反应产生的电子在水中的传播速度比光要快。
像电子这样的粒子，在水中或玻璃等其他介质中超过光速，会产生类似音爆产生的冲击波。
例如，当火箭在空气中飞行时，它会在前方产生压力波，压力波以音速远离火箭，火箭越接近声障，压力波离开物体路径的时间就越短。一旦达到音速，这些波就会聚集在一起，形成冲击波，形成巨大的音爆。
同样，当电子在水中以高于光速的速度运动时，它们会产生一种光波，这种光波有时会发出蓝光，但也会发出紫外线。
虽然这些粒子的速度比光在水中的速度还要快，但它们实际上并没有打破宇宙速度的极限，即每小时670，616，629英里。
当规则不适用时
请记住，爱因斯坦的狭义相对论指出，任何有质量的物体都不能超过光速，就物理学家所知，宇宙遵循这一规则。但是没有质量的东西呢？
光子，就其本质而言，不能超过光速，但光的粒子并不是宇宙中唯一的无质量实体。真空不包含任何物质，因此，根据定义，它没有质量。
理论天体物理学家道雄在《大思考》上说：“因为没有任何东西只是空的空间或真空，它可以以比光速更快的速度膨胀，因为没有任何物质可以打破光的屏障。”“因此，真空空间肯定会比光膨胀得更快。”
这正是物理学家们所认为的在大爆炸之后紧接着发生的事情，也就是被称为“膨胀”的时代，这是物理学家艾伦·古斯和安德烈·林德在20世纪80年代首次提出的假设。在一万亿分之一秒内，宇宙的大小不断地翻倍，结果，宇宙的外缘膨胀得非常快，比光速快得多。
量子纠缠可以解决这个问题
量子纠缠听起来既复杂又令人生畏，但在最基本的水平上，量子纠缠就是亚原子粒子相互通信的方式。
有趣的是，苏迪已经证明了这种交流过程可以比光速还快。
“根据量子理论，如果我有两个靠近的电子，它们可以一起振动，”Kaku在《大思考》上解释道。现在，把这两个电子分开，让它们相距数百甚至数千光年，它们会保持这个即时通讯的桥梁畅通。
“如果我晃动一个电子，另一个电子就会立即‘感觉到’这个振动，速度比光速还快。爱因斯坦认为这因此证明量子理论是错误的，因为没有任何东西可以比光更快，”Kaku写道。
事实上，在1935年，爱因斯坦，鲍里斯·波多尔斯基和内森·罗森，试图用爱因斯坦所谓的“远距离幽灵行为”的思想实验来推翻量子理论。
具有讽刺意味的是，他们的论文奠定了今天被称为epr（爱因斯坦-波多尔斯基-罗森）悖论的基础，这个悖论描述了量子纠缠的瞬时通信，而量子纠缠是世界上一些最尖端技术的组成部分，比如量子密码。
虫洞
因为任何有质量的物体都不能比光速更快，所以你可以告别星际旅行了——至少在传统意义上的火箭飞船和飞行。
虽然爱因斯坦的狭义相对论带着我们对深空旅行的渴望，但他在1916年的广义相对论给了我们星际旅行的新希望。
狭义相对论将质量和能量结合在一起，而广义相对论则将空间和时间编织在一起。
“突破光屏障的唯一可行方法可能是通过广义相对论和时空扭曲，”Kaku写道。这种扭曲被我们通俗地称为“虫洞”，理论上它能让某物瞬间穿越很远的距离，本质上使我们能够在很短的时间内穿越很远的距离从而打破宇宙速度的限制。最近的电影《星际穿越》的顾问和执行制片人用爱因斯坦的广义相对论方程来预测虫洞的可能性，这种虫洞将永远对太空旅行开放。
但为了穿越虫洞，这些虫洞需要一些奇怪的，奇异的物质来打开它们。“现在，奇异物质可以存在，这是一个令人惊奇的事实，多亏了量子物理定律中的古怪之处，”索恩·利斯(Thorne rights)在他的《星际科学》(the Science of Interstellar)一书中写道。
这种奇异的物质是在地球上的实验室里制造出来的，但数量非常少。当索恩在1988年提出他的稳定虫洞理论时，他呼吁物理学界帮助他确定宇宙中是否存在足够多的奇异物质来支持虫洞的可能性。“这引发了很多物理学家的研究;但在近30年后的今天，答案仍然是未知的。”索恩写道。目前看来，答案可能是否定的，“但我们离最终答案还很遥远，”他总结道。
