既然光速不可被超越,為何宇宙膨脹和量子糾纏,又能超過光速?
1905年,愛因斯坦提出狹義相對論它的出現直接建立了一個新的時空觀,對原來影響深遠的牛頓時空觀進行了大刀闊斧的拓展和修正,並提出「光速不可被超越」的理論。
然而,在物理學中,卻存在兩個超越了光速的事物,它們分別是宇宙膨脹與量子糾纏,難道說愛因斯坦研究錯了?
什麼是光速?
光速,顧名思義指的是光在真空中傳播的速度,這是一個極為精確的數值——299792458m/s,不過有時為了方便計算,人們也會把數值取為3.00×m/s.
為何說光速是個精確值呢?這是因為公尺的定義是基於光速和國際時間標準的,假設未來人們對光速有了更精確的測定,被改變的也不會是光速,反而是對「米」的定義。
在狹義相對論中,光速被認為是宇宙中所有物質運動的速度上限。
你可以理解為宇宙中沒有哪一個物質能跑得比光更快了。
既然光速被認定為不能被超越,為什麼科學家卻說宇宙正在進行超光速膨脹,而量子糾纏的速度也比光速快呢?
變的是空間而不是物體
首先我們來解釋什麼是宇宙膨脹。物理宇宙學認為,宇宙的誕生來源於奇點的爆炸,而宇宙則處於一種加速度的空間膨脹中。
在大爆炸剛剛結束後,膨脹就開始了。而宇宙的膨脹剛好也能解釋:為什麼宇宙在每個方向上都顯得相同(各向同性);為什麼宇宙微波背景輻射呈均勻分布;為什麼宇宙空間是平坦的;為什麼找不到磁單極子。
現在宇宙依然處於膨脹之中,並且還有加速的趨勢,在這樣的情況下,星系與星系之間的距離只會被拉得越來越大,它們遠離彼此的速度則會變得更快。
如果宇宙中有兩個星系相隔的距離足夠遠,那麼在空間膨脹的加持下,它們遠離彼此的速度就可以超過光速了。
但是你是否注意到了這句話中的重點?並不是星系運動的速度超過了光速,而是因為天體在相對於宇宙這個空間運動,在宇宙自身處於膨脹的前提下,就導致了速度超越了光速。
那麼量子糾纏並沒有宇宙膨脹的幫助,為什麼它們可以超越光速呢?
量子糾纏與信息傳遞
科學家是這樣解釋的,一些特別的量子效應「顯得」可以完成超光速瞬時傳遞。
舉個例子,當兩個粒子的量子態纏結在一起時,在任何一個粒子被觀測前,它們都分別處於疊加態中。
如果把它們分開,再對量子態進行單獨測量,那麼有關第二個粒子量子態的訊息「似乎」可以實現超過光速的速度傳遞給觀測者。
不知道你是否被繞暈了,我們來簡單總結一下。-奇趣魅麗坊-