为什么没有东西能够超过光速..docx

为什么没有东西能够超过光速？超光速旅行依然遥不可及我们运动的速度不可能和光速一样快。新视野号于2015年飞抵冥王星。　　新浪科技讯 北京时间5月11日消息，2011年9月，物理学家安东尼奥?伊雷迪塔托(Antonio Ereditato)震惊了世界。他宣布的消息将彻底改变我们对宇宙的理解方式。如果参与OPERA项目的160名科学家收集的数据正确的话，说明我们已经成功观测到了不可能发生的事情。　　这件事就是：粒子(这里指的是中子)的运动速度超过了光速。　　根据爱因斯坦的相对论，这应该是不可能发生的。假如这件事成真，它的影响也十分巨大，许多物理学知识都必须予以重新考虑。　　虽然伊雷迪塔托和他的团队称，他们对自己的研究结果抱有“高度自信”，但他们从未说过自己的结果是完全精确的。事实上，他们还邀请了其他科学家来帮助他们弄清究竟发生了什么事情。　　最后他们发现，OPERA项目的结果是错误的。由于一处电缆接触不良，从GPS卫星传来的信号出现了延迟。结果中子的运动时间缩短了73秒，看上去就好像比光速还快一样。　　虽然科学家们在实验之前进行了好几个月的细致检查，在实验之后也进行了反复核查，但这一次，科学家们还是犯了错误。虽然很多人指出，在粒子加速器这么复杂的机器中，这样的错误总会发生，但伊雷迪塔托还是引咎辞职了。　　为什么人们都将“某种东西比光速还快”这件事看得这么严重呢？我们真就那么确定没有东西能超过光速吗？　　让我们先来看看第二个问题。真空中的光速是每秒299792.458公里，约等于每秒30万公里，速度非常之快。太阳距地球约1.5亿公里，光只需要8分20秒就能跑过这段距离。　　我们造出来的东西能与光速相提并论吗？新视野号空间探测器是人类造出的速度最快的东西之一，相对地球的运行速度只有每秒钟16公里，比每秒钟30万公里差了一大截。　　但粒子的速度可以比这快得多。上世纪60年代初，麻省理工学院的威廉?贝托齐(William Bertozzi)开展了一项实验，不断给电子加速，使电子的速度越来越快。由于电子带负电荷，只要使一块材料带上同样的负电荷，就能把电子向前推出去。施加的能量越高，电子的速度也就越快。光纤可以传输信息。时间可以放慢或加速。　　你可能会以为，要想达到每秒钟30万公里的速度，只要增加所施加的能量就可以了。但我们发现，电子是不可能达到那么高的运行速度的。贝托齐的实验显示，增加能量之后，电子的运行速度并不会简单地成比例增加。到了后来，就算施加了大量能量，电子的速度也只能加快一点点。这一速度会不断接近光速，但永远无法真正追上光速。　　想象一下，你正在朝一扇门走过去，每次走的长度都是你现在和门之间距离的一半。严格来说，你永远也走不到门跟前，因为每走一步之后，你和门之间仍然存在一定距离。贝托齐的电子加速实验遇到的也是类似的问题。　　但光也是由一种叫做光子的粒子构成的。为什么这些粒子就能达到光速，电子之类的粒子就不行呢？　　“物体的运动速度越快，它就会变得越重；而物体变得越重，要想加速也就越难，因此你永远不可能达到光速。”墨尔本大学的一名物理学家罗杰?拉索尔(Roger Rassool)说道，“光子实际上是没有质量的。如果它有质量，也就不可能以光速运行了。”　　光子是一种非常特殊的粒子。不仅因为它们没有质量，让它们在宇宙这样的真空中可以无拘无束地自由穿梭，还因为它们根本不需要加速。光的能量借助波的形式传播，这意味着从光子诞生的那一刻起，它就已经达到了最高速度。　　不过，光有时似乎传播得比我们认为的要慢一些。虽然互联网技术人员喜欢说信息“以光速”在光纤中传播，但光在光纤的玻璃中传播的速度其实比在真空中慢40%。　　事实上，这些光子的运行速度仍然是每秒钟30万公里，但在光波穿过玻璃时，会从玻璃原子中释放出其它的光子，对之前的光子造成一定干扰。这一点可能很难理解，但值得我们去注意一下。。　　与之类似，科学家在实验中通过改变光子的形状，成功减慢了单个光子的速度。　　不过，在绝大多数情况下，我们还是可以说光速就是每秒30万公里。我们还未观察到过、或者造出过能与光速媲美、甚至超过光速的东西。下文中提到了一些特殊的案例，但在此之前，让我们先来解决另一个问题：为什么光速这么重要呢？　　答案与一位叫做阿尔伯特?爱因斯坦的男人有关。他的狭义相对论对这一速度上限引发的许多后果进行了探讨。　　该理论最重要的观点之一是，光速是一个常量。无论你身在何处，无论你速度多快，光传播的速度始终保持不变。　　但这也带来了一些概念上的问题。光从太阳来到到地球上。　　想象一下这样的场景：手电筒的光柱投射到一艘静止的宇宙飞船的天花板上。光线先是朝上，被镜子反射回来，然后投射到地板上。假设光线经过的距离为10米。　　然后再想象一下，宇宙飞船开始以超高速运行，速度为每秒数千、甚至数万公里