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如果超光速確實存在,相對論還能成立嗎?

在經典物理中,判斷任何物體的運動狀態,都需要選定一個參照物。對於同樣的運動物體,假如選取的參照物不同,得到的結果就不一樣。

按照這個思路,我們可以推測光速並沒有絕對值。假如一束光向你照過來,初始速度為C,當你以速度V向著光源的方向運動時,那麼以你為參照物,光速就會變成C+V;而當你朝揹著光源的方向運動時,你眼中的光速就應該是C-V。

如果情況是這樣的話,那麼就不存在“超光速”的問題了。

然而1886年,美國物理學家阿爾伯特·麥克爾遜和愛德華·莫雷進行了物理學史上赫赫有名的“MM實驗”,有了一個驚人的發現:在地球朝著不同方向運動時,檢測到的光速竟然沒有絲毫變化。

這意味著,經典物理學的推測完全錯誤,不管你是在朝著光源運動,還是在向垂直於光源的方向運動,或者在揹著光源運動,你看到的光速絲毫不會發生變化,都保持著恆定的速度C。

後來愛因斯坦用“狹義相對論”解釋了這一現象。愛因斯坦說,高速運動物體的時間流速會變慢,自身的長度會縮小,正是因為時間和空間存在這樣的彈性,才導致不管你在哪裡、從哪個方向見到的光,它在真空中的傳播速度都是大約每秒30萬公里,從來不會發生變化。

但相對論有這樣一個前提:真空中的光速C是一個絕對量,是一切物體運動速度的極限,也是一切實在的物理作用傳遞速度的極限。愛因斯坦說,世界上不存在“超光速”的運動物體和資訊傳輸,這是相對論的基石。

然而“超光速” 真的不存在嗎?

相對論的這個前提,現在已經被量子論中的“EPR實驗”推翻了。“EPR實驗”是1935年愛因斯坦與兩位同事發表的一個旨在推翻量子論“哥本哈根解釋”的思維實驗。

愛因斯坦指出,假如哥本哈根解釋是對的,那麼分裂的兩個小粒子之間即使相隔幾十億光年,也必定會存在某種即時聯動,但相對論規定了任何資訊的傳輸都不可能超過光速,宇宙中不存在超距作用的因果關係,所以小粒子之間超越光速的即時聯動是根本不可能的,哥本哈根解釋肯定有問題。

1982年,法國物理學家阿萊恩·阿斯派克特帶領一個小組做了這個實驗。它的結果意義是如此的重大,以至於被一些人稱為“上帝的裁決”。實驗結果竟然是愛因斯坦輸了,事實證明分開的小粒子之間確實保持著一種微妙而神奇的聯絡,類似於超越時空的“心靈感應”,這種關聯有一個拗口的專業名詞叫“量子糾纏”。

“EPR實驗”表明,確實存在超光速的資訊傳輸。愛因斯坦搬起石頭砸了自己的腳,他想用來否定量子論的思維實驗,最後反倒成了否定相對論的武器,這真是一個天大的幽默。

除了存在超光速的資訊傳輸之外,事實上超光速的運動速度也是存在的,例如電子錶面的旋轉速度就要高於光速。