宇宙中的最快速度是什么?很多人會回答光速。不考慮空間的加速方法,光速確實是一個正確的答案。然而愛因斯坦告訴我們,速度越快,質(zhì)量越重:
50%光速,質(zhì)量提升15%;
86%光速,質(zhì)量提升100%;
99%光速,質(zhì)量提升700%;
99.999光速,質(zhì)量提升22400%(224倍)。
根據(jù)相對論,100噸的航天器加速到99.999%光速,需要兆瓦級發(fā)電站日夜工作1.28億年,如果到達(dá)光速,航天器質(zhì)量變?yōu)闊o窮大、需要的能源也變?yōu)闊o窮大,就算是1個粒子,只要存在質(zhì)量,到達(dá)光速就會變?yōu)闊o窮大的質(zhì)量。
到達(dá)光速需要如此巨大的能量,為何光可以直接到達(dá)光速?
根據(jù)愛因斯坦相對論,就算將一顆粒子加速到光速,只要粒子帶有質(zhì)量,那么就需要無窮大的能量。
光,由于可以到達(dá)光速,說明光是一種沒有靜質(zhì)量的粒子,這說明光是一種非常特殊的物質(zhì),該理論提出后,讓很多科學(xué)家大跌眼鏡,沒有靜止質(zhì)量的粒子非常“奇幻”,就像是一個沒有質(zhì)量物體擺在眼前,是非常不真實的現(xiàn)象。
一個沒有質(zhì)量的粒子,以光速前進(jìn),卻擁有能量,這讓科學(xué)家想到另一種可能——光,是波嗎?
科學(xué)家提出光是波的概念后,通過雙縫實驗,看到了光的波形。
這表明光具有波的特性,光真的就是波嗎?
并非如此,人類科學(xué)證明,波的傳播需要介質(zhì),然而光的傳播并不需要介質(zhì),在真空中光的速度最為穩(wěn)定,可以達(dá)到每秒30萬公里,光的傳遞并沒有依賴介質(zhì)。
這有兩種可能性:
光擁有波的特性,但并非是波。
真空中存在人類未知的介質(zhì),可以傳遞光。
這就延伸出光的新屬性——波粒二象性。
光,既有粒子的特性,又有波的特性,為此科學(xué)家提出了波粒二象性。
那么光的速度從何而來,科學(xué)家尚未得到明確的答案,但是卻擁有很多猜想:
光速,來源于宇宙大爆炸:
時間回溯到宇宙大爆炸,宇宙從大爆炸中誕生而來,形成一種獨特的光子,光速就是光子的固有屬性,就像是中子的質(zhì)量是1.67×10^-27kg,光子只要存在,就自帶光速屬性,光速屬于固有屬性。
光速,來源于宇宙膨脹:
另一種猜想,提出光子的速度可能和光子的衰變有關(guān),光子隨著宇宙膨脹逐漸衰變,在衰變的過程中釋放能量,保持光速運動。
人類想要了解光速的由來,必定需要先了解光的本質(zhì)。
當(dāng)人類真正了解光,才能探索光的誕生和滅亡,從而真正了解光速的由來。目前人類想要超越光速,只能通過空間的壓縮、折疊。如果人類真的理解光,或許就可以真正超越光速,沖出相對論的限制!