宇宙中没有绝对真空,存在真空光速吗?
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发布时间：2022-05-01 07:48
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时间：2022-06-26 07:42
超光速(faster-than-light, FTL或称superluminality)会成为一个讨论题目，源自于相对论中对于局域物体不可超过真空中光速c的推论*，光速成为许多场合下速率的上限值。在此之前的牛顿力学并未对超光速的速度作出*。而在相对论中，运动速度和物体的其它性质，如质量甚至它所在参考系的时间流逝等，密切相关，速度低于（真空中）光速的物体如果要加速达到光速，其质量会增长到无穷大因而需要无穷大的能量，而且它所感受到的时间流逝甚至会停止（如果超过光速则会出现“时间倒流”），所以理论上来说达到或超过光速是不可能的（至于光子，那是因为它们永远处于光速，而不是从低于光速增加到光速）。但也因此使得物理学家（以及普通大众）对于一些“看似”超光速的物理现象特别感兴趣。
但是在介质中，物体的运动速度超过介质中的光速则是可能的。因为光速在介质中会下降。这种情况下会产生一些特别的现象。假使物体带电，则会发出蓝色光为主的切伦科夫辐射。
在相对论出现后，超光速的意涵出现在两个领域，一个是物理上的(包括理论物理和实验物理)以及天文学观测方面，另一个是科幻方面，将相关条目条列如下：
物理学与天文学上相关条目
相对论
真空中光速：标记为，定义值为：299,792,458 米/秒。
迅子：迅子(tachyon)从相对论衍生出的理论虚拟粒子，总是以高于c的速度在宇宙运行。与一般物质(称为迟子(tardyon))的交互作用可能性不明；是故，即使迅子存在也不一定能侦测得到。
波动速度定义
信号
相速度与超光速：一个波动的相速度可以轻易地超过真空光速c。原则上，甚至是简单的机械波都可以超过，而且不需要有任何物体是以接近或超过c的速度在移动。然而这和信号或信息的传递速度能否超过c无关。
群速度与超光速：在一些特殊情况下，一个波动(例如光束)的群速度甚至也可以超过c。在这些例子中，会相伴出现的是强度的快速衰减。此脉冲的极大点可以用超过c的速度移动。然而相同地，这也不表示信号或信息的传递速度可以超过c；虽然有些人会将脉冲极大点与信号关联在一起而感到兴奋，但目前认为这种关联性想法是有所误导的。原因在于：有脉冲到达的信息可以在极大点到达前就已取得。举例来说，如果存在有机制允许脉冲前段可以完全传递，而包含极大点以后的部份则会被强烈地衰减掉，则可以等效地认为脉冲极大点在时间上往前漂移(加快抵达)；而关于脉冲的信息，其传递并没有比无机制的状况下来得快。
→这段文字与当前的超光速实验有关，另请参见。
能量传递速度与超光速：狭义相对论禁止超过c的能量传递速度。无静质量的量子是以c在运行，而有静质量者则以小于c的速度运行。
信息传递速度与超光速：狭义相对论禁止超过c的信息传递速度。而例如量子力学上目前的新焦点——量子缠结，有人认为可以达到超光速的信息传递，但主流意见认为不可能，顶多只能加快信息传递速度到达近光速。
量子力学
量子缠结中进行量子测量的即时变化出现了广域关联性，似乎相距极远的缠结粒子之间有超光速的“沟通”。有些学者认为可能可以利用之，以得到即时或超光速的“讯息”，但主流学界予以否定。对于量子缠结的超光速关联看法，一些学者认为可能是哥本哈根学派的量子力学诠释有缺陷所致，可能在一些其他的诠释下能够获得*的解决。
量子穿隧效应与超光速。
玻姆理论中的超光速。
实验物理
超光速实验以及慢速光。
天文学与宇宙学
超过光速的宇宙膨胀：宇宙膨胀使得远距离的银河系以超过c的速度彼此远离，这个速度的度量是采用同移距离(comoving distance)与宇宙时间(cosmological time)来计算的。然而根据广义相对论，一般所言的速度是个局域性质的标记，光速的*也是针对这种定义下的速度。因此采用同移座标所算出的速度和局域座标的速度并不存在有任何简单的关联性。
→这个概念与阿库别瑞引擎所采的机制可说是相仿的，另请参见。
天文学观测到的超光速：明显的超光速运动在许多电波星系、类星体等等极远星体可以观测得到。这效应在观测到前就已获得预言，可以用光学幻觉来解释，原因是星体移动方向和观察者相同，但做速度计算时却没有如此设定。这现象并不违背狭义相对论。有趣地是，经过校正后的计算值显示这些星体的速度是近光速的(相对于我们的参考系)，而且是大质量物体以近光速运动的第一例。在地表上的实验室，我们尚未能够将轻如基本粒子的物体加速到这样的速度。
→主条目：超光速运动。
暴涨理论与光速可变理论(注): 指宇宙大爆炸起初速度远快于现在光速，又分为经典暴涨理论、混沌暴涨理论和光速可变理论。后者由乔奥·马古悠提出的，认为是以相对论而言是时空结构先行于可见物体，而光是时空结构一部分，所以认为以当时物理条件来说，光仍是远快于其他物体的扩张，只是光在其时远比现在更快。而随着时间的改变，光速逐渐降低到现在的值。
注 可见于马古悠(J Magueijo)的《比光速还快》(Faster than the speed of light)，简体中译本由湖南科学技术出版社出版，isbn 7535742351
广义相对论与度规操控
阿库别瑞引擎
科幻上相关条目
距离地球最近的恒星系是半人马座α星C—毗邻星，有4.2光年之遥，以光速来回对地球上的观察者而言就要花上8.4年，更何况是次光速的太空飞船！
而科幻的舞台上很多是发生在比这距离还远的星系间故事，如果确切遵守相对论，则这些故事就理应不该发生。科幻理论中常有方法或设定允许太空飞船回避相对论*，航行于广阔太空的星际之间，而又不天马行空地明显违反物理学。
参考资料：维基百科
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时间：2022-06-26 07:42
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时间：2022-06-26 07:43
