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在自然界或理论上,是否存在比光速更大的速度?

编辑:网友投稿来源:互联网整理更新时间:2020-11-23 09:02:46

是的。事实上,产生运动速度比光速快得多的现象是非常容易的。这些现象的一个共同特征是它们不携带信号:没有能量或动量被传递,没有信息被它们携带。

几个例子:
  1. 想象一下,你用一支强大的激光笔对准月球(暂时忘记这样的激光笔是不切实际的,而且会对月球表面造成相当大的破坏;这是一个思维实验)把激光笔放入一台机器,它会在一秒钟内来回摆动数千次。在那里,月球表面的红点将以数倍于光速的速度运动。
  2. 同样地,想象一个异常强大的聚光灯照亮了月亮。现在在聚光灯前放一些能投下阴影的东西。再次,非常快速地来回摆动它观察它的影子是如何在月球表面以比真空光速快得多的速度移动的。
  3. 想象一把巨大的剪刀。慢慢地接近他们。边缘相交的点会以更快的速度向剪刀的尖端移动。如果剪刀足够大,你合起来的速度也足够快,那么这个点的运动速度就会比真空中的光速快得多。
  4. 最后但并非最不重要的是,一个不涉及漫画书中的激光或行星大小的剪刀的实际、实用的实验:当电磁波在带电介质中传播时,所谓的波的相速度可以大大超过光速的真空速度。当无线电波在太阳风中传播时,就会发生这种情况。事实上,当使用无线电信号(例如用于航天器精确导航)时,就必须考虑到这一点。
但携带信号,并且有能量或动量被传递目前是没有的。

因为宇宙的任何地方都只有一种速度,那就是真空c中的光速。这就是辐射的速度,可以当作蒸发物质的速度。这也是我们所说的能量。任何类型的..无论是运动的,电磁的还是重力的。像电子/正电子对这样的凝聚态物质是辐射的孤子,它仍然以c的速度运动,但在封闭的路径中形成一个单一的粒子,速度为零(质量中心)-看这里;Riadh Al Rabeh的答案是电子内部是什么样子的?这个质心可以通过吸收或包裹更多的辐射来获得大于零的速度。这是因为辐射具有电和磁效应的电属性以及动量和能量的力学属性——由坡印廷向量S=E^H推导而来。

对于平面波(所有的扰动和波在某一点上都是平面波)。电磁场的E H是垂直于传播方向的,而S和动量是沿着传播方向的。通过这种方式,粒子的速度随着吸收越来越多的辐射而增加,而c保持为上限——如果你的推进器以c移动,你就不能移动得更快。如果一个粒子同时吸收来自各个方向的辐射,它不会获得速度,而是获得质量(静止质量)。这种质量的增加是暂时的,而且会因为辐射而消失,就像速度会因为辐射而消失一样。辐射是大小粒子之间交流的唯一手段。即使一个物体推动另一个物体移动它,它也是通过辐射来实现的。因为原子从来不接触。即使在小于c的情况下,例如在玻璃中移动的光,也只是明显的。因为光仍然以c的速度运动,但在吸收和发射(包裹和释放)或在物质粒子之间反射时,会走更长的路径。

上面的断言可能看起来过于激烈,但实际上它们是唯一能够经得起任何情况下的详细审查的观点——而这些观点太多了。一个强大的激光指针从地球移动到月球表面,使它比光走得更快(思想实验),不可能是真的。辐射要比光快,你需要同样的辐射比c快两点。不是两种不同的辐射。这就像乌龟和它的妻子骗大象说他们可以跳过大象的故事一样——一个躲起来,另一个同时在另一边把头露出来——如果你没听过的话,这是一个着名的儿童故事。宇宙的膨胀速度比光速还要快,这可能也是一个类似的故事。产生比光速还快的相速度也属于同一类-不涉及相同的辐射位元。

总之,任何形式的能量都是在c处的辐射,这包括运动物体的动能。任何静止质量都是辐射以相同的速度绕着自己旋转,辐射本身只有电场、磁场和机械动量的矢量。但当它被困住形成物质时,这些力会导致静止质量、“静止”电荷以及固有自旋和磁偶极矩。

如果你不喜欢上面的说法,还有另一种说法。辐射根本就不存在,它只是在电子之间有一定距离的作用。其中的一个问题是,为什么这个动作需要时间来发生,就好像它是以c的速度运动一样,然后你需要解释机械速度如何等同于物质质量等等。我们不应该忘记,我们并不真正知道辐射是什么。为什么它应该有所有这些属性,为什么动量(或空间等效的对称性)是绝对的,准确的和严格的守恒。对我来说,这定义了我们的存在。这里可以看到费曼的评论;
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