不过,在上述两个例子中,我们必须注意到,信息在两个实体之间传播的速度是无法超过光速的。我们可以计算宇宙的膨胀速度,但我们无法在其中观察到任何超过光速运行的物体,就好像它们从我们的视线中消失了一样。
至于那两名研究光子的科学家,虽然他们能同时得到相同的结果,但他们向对方确认这一事实的速度也不可能超过光速。
“这让我们避免了各种棘手的问题,因为如果你发射信号的速度超过光速的话,就可能引发一些诡异的悖论,让信息在时间上出现了倒退。”科尔斯海默说道。
不过,从技术层面来讲,还有另一种方法能实现超光速运动:利用时空中本身存在的缝隙,从而避免受到普通运动法则的牵制。
德州贝勒大学的杰拉德?克利佛(Gerald Cleaver)对制造超光速宇宙飞船的可行性进行了研究。一种方法是穿越虫洞。时空中存在一些环状回路,这与爱因斯坦的理论是完全一致的。宇航员可以利用这些捷径,从宇宙中的某一处地方直接跳到另一处去。
物体在虫洞中运行的速度不会超过光速,但从理论上来说,它到达目的地的时间的确比光走正常路线所需的时间要短。
但我们也许无法利用虫洞进行空间旅行。那么,我们能否以某种可控的方式主动使时空发生弯曲,从而使相对的运动速度超过光速呢?
克利佛对一种名为“曲速引擎”(Alcubierre drive,又名阿库别瑞引擎)的概念进行了研究,这一概念是理论物理学家米格尔?阿库别瑞于1994年提出的。从根本上来说,它描述的是这样一种情境:宇宙飞船前方的时空会收缩,将宇宙飞船向前拉去,而与此同时,飞船后方的时空则会膨胀,产生推动效应。
“但问题是,我们怎样才能实现这一点呢?实现它又需要多大的能量呢?”克利佛说道。
可见光只是电磁光谱的一部分。2008年,克利佛和他手下的研究生理查德?奥伯塞(Richard Obousy)对所需的能量进行了计算。
“我们发现,假设飞船大小为10米*10米*10米、即总体积为1000立方米的话,光是启动这一过程所需的能量数量级就与木星的质量相当。”
而在启动之后,我们还需要不断供应能量,保证这一过程不会中断。没人知道我们要怎样才能做到这一点,也没人知道这需要什么样的技术。
“我可不想预言说这永远不可能成真,结果被后人诟病数百年,”克利佛说道,“但就目前而言,我真不知道怎样才能做到这一点。”
因此就现在来说,超光速旅行依然如神话般遥不可及。
不过先别失望。在本文中,我们考虑的主要是可见光。但事实上,真正的光比这要宽泛得多。从无线电波到微波,再到可见光、紫外线、X射线和原子衰变时释放的伽马射线,这些神奇的射线都是由同一种物质组成的——光子。
它们之间的区别在于能量和波长的不同。这些射线加起来,就构成了完整的电磁光谱。无线电波能以光速传播,这对于通讯的用处非常巨大。
科尔斯海默在他的研究中搭建了一个电路系统,用光子从电路的一部分向另一部分发射信号。因此他在光速的用途上很有发言权。
“现在的互联网和以前的无线电都是这样的例子,光速为我们提供了巨大的便利。”他指出。
科尔斯海默还补充说,光在宇宙中还起到了沟通的作用。当一部手机中的电子振动时,便会释放出光子,让另一部手机中的电子也开始振动。你打电话的时候,就会经历这样的过程。
太阳中的电子振动时也会释放出光子,正是它们产生的光线孕育了地球万物。
光就像宇宙中的广播节目。光速为每秒钟299792.458公里,这一速度始终保持不变。并且,时空还具有延展性,无论人们身在何方,无论他们正处于怎样的运动状态,每个人都遵循着相同的物理法则。
不过,谁会愿意运动得比光速还快呢?那场景一定太美,让人不容错过。(叶子)
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