光速真的不可超越吗?科学家在超光速现象中发现了奇妙的蓝光!

如果有人和你说:“光速是不可超越的,光速是最快的速度,没有任何物质的速度比光速快”,诸如此类的话术,那么他一定对科学了解的不够全面。

实际上超光速的现象非常多,爱因斯坦在狭义相对论中所说的是“真空环境下,不可能有物体的移动速度超过光速”。

而在非真空环境下是可以发生超光速现象的,并不违背任何科学理论。并且一旦发生超光速的现象还会产生一种神秘的蓝色光辉,我们称这种现象为蓝辉光的切伦科夫辐射,1958年的诺贝尔物理学奖正是颁给了发现这个现象和解释这个现象的三名科学家。

想超光速很简单,在液态的介质中就可以做到,例如:水的折射率是1.33,折射率的定义就是光在真空中传递速度和在介质中传递速度的比值,那么光在水中的传播速度就变成了0.75c,只要让粒子在这个环境下超过0.75c,就实现了超光速。

先将反应器置于水中注入光线覆盖容器内部,再在反应器内部通过电磁场或核反应来加速带电粒子,一旦带电粒子在充满光子的反应器内被加速超过了光子的速,就会发出淡蓝色的光辉,这个现象也被称为光爆。要解释光爆,大家必须先了解“音爆”。

所谓的音爆就是超音速飞机在飞行过程中,速度超过了声音传播的速度340m/s,这时空气被迅速挤压,机身与空气挤压产生的音波传递速度又比飞机飞行速度慢,导致音波一直堆积在飞机头部后面,因此会产生一种圆锥状的弓形激波界面,这个看起来像云雾一样的界面实际上汇聚了大量的音波能量,低空飞行状态下的音爆现象足以震碎居民楼的玻璃,发出震耳欲聋的爆破声。

如果音爆现象是声音叠加产生的震荡波,那么光爆现象(蓝光切伦科夫辐射)就是光子叠加在一起所产生的震荡波。在充满光线的水环境中,带电粒子被加速到超过光速(0.75c),这时带电粒子将光子挤压,我们都知道光不仅仅是一种粒子,它还是一种波,因为光具有波粒二象性。

这时就相当于光波被压缩了,同相位光波之间发生干涉振动幅度增加,光波的能量会增强,而能量又与光的频率成正比,相当于被挤压的光子频率变大了,所以向外辐射人眼不可见的紫外线,而在可见波段会产生蓝光和紫光辐射,这就是我们人眼看到蓝辉光的原因了。

切伦科夫辐射是在非真空环境下发生的超光速现象,真空环境下其实也有其它超光速的现象。

我们再回味下爱因斯坦所说的“真空环境下,不可能有物体的移动速度超过光速”。真空环境下确实不可能有超光速的物质,但真空环境下可以有超光速的速度。

爱因斯坦所说的真空环境中不可以有超光速的物质,指的是携带信息的物质不可能在真空环境下超过光速;不携带信息的物质是可以在真空环境中超过光速的。因此我们也称:真空环境下,可以有超光速的速度,但不可能有超光速的物质!

最典型的例子就是量子纠缠现象,这是一种比光速还快的几乎是瞬间同步的速度,中国的潘建伟教授在5年前的量子隐形态研究中测出了量子纠缠的速度比光速至少高了4个量级,也就是说量子纠缠速度比光速快了1万倍,这是不携带信息的速度,完全符合爱因斯坦的光速极限理论。除此以外,科学家还认为宇宙膨胀的速度是超光速的,宇宙膨胀是空间的膨胀,并没有包含物质信息的传递移动,依然不违反科学规律。