有质量的物体不可能达到光速和宇宙膨胀超过光速,是否相矛盾?



“有质量的物体无法达到光速”背后的原因是由于爱因斯坦根据之前“迈克尔逊莫雷实验”的结果推导出了“质能相当原理”,不过该原理除了限制物体运动速度外也让人类意识到了原子核内部蕴含着巨大的能量,可以说二战时期的原子弹和后来的氢弹以及核反应堆背后都有质能方程E=MC?的影子。

在该方程中E是物体所具有的能量,M是物体的质量,C是光速,也就是说“物体蕴含的能量等于它的质量乘以光速的平方”

       爱因斯坦狭义相对论关于光速的完整描述应该是:“静止质量不为零的物体无法达到或者超过光速,信息和能量的传递速度无法超过光速”

爱因斯坦用这个简简单单的方程打通了质量和能量互相转化的通道,而拥有质量的宇宙飞船在向光速发起冲击的过程中需要消耗大量能量,与此同时质能相当带来的质增效应会将飞船发质量急剧放大,这样一来就需要更多的能量才来对飞船进行加速。

所以在狭义相对论中,当物体的运动速度趋于光速时惯性质量就会趋于无限大,因此爱因斯坦才断定“静止质量不为零的物体无法达到光速”

2011年时欧洲核子研究中心公布了“奥佩拉”研究团队发现的“中微子超光速现象”,该消息马上在科学界引起了“大地震”,但由于大多数物理学家都对“中微子超光速”持怀疑态度,所以美国费米实验室也准备一次“中微子测速”,不过实验的准备时间至少需要两年。

但仅仅一年后的2012年3月16日,欧洲核子研究中心宣布去年的“奥佩拉”实验结果存在误差,中微子实际上并没有超光速,而引起误差的原因则是“实验设备连接线没插好”。

上个世纪初埃德温.哈勃发现的宇宙空间膨胀佐证了宇宙大爆炸理论,而宇宙大爆炸理论认为在宇宙早期乃至现在,宇宙空间本身都在超光速膨胀,但这种空间本身的膨胀并不在狭义相对论约束的范围内。

量子纠缠的“超距作用”虽然已经被实验证明了,但是它本身并不传递信息,因此也就不违反爱因斯坦的狭义相对论。

有趣的是刘慈欣《三体》在中为了让信息可以跨光年瞬间传播,还专门科幻出了“可以传递信息的量子纠缠技术”,于是就有了“无孔不入无所不知”的“智子”