【光速极限道理】
在相对论里,爱因斯坦提出光速是速度的极限的猜想,这一猜想在实践上和理论上都有待于探讨。根据质量与能量的变化,粒子的质量变能量,能量有多大,速度就有多大。假如,粒子的整个质量彻底变为能量,那么,粒子的能量就达到极限,粒子的速度也达到极限。假如,光子没有引力质量,反映出光子的整个质量已彻底变为能量,也就是说光子的能量已达到极限,那么 光子的速度达到极限。这就是光速极限的道理。
【光速是不可逾越的障碍】
光速,就我们所知而言,是一道不可逾越的障碍。
如果你和我一样是个科幻迷,这将是一个坏消息。几乎可以肯定,在除地球之外的太阳系中不存在有智慧的生命。然而恒星间的距离太远了!我们即使以光速运行,到达最近的恒星也要花上4年时间。所以没有比光快的交通手段,将很可能无法在银河系中游荡并与异型文明相遇,为争夺银河系的帝位而站,等等。
另一方面,由于长度收缩,或许情况并非那样令人绝望。假设你登上一条飞船,以接近光速飞往10光年以外的一颗恒星。从地球的参照系看来,这个旅行将持续10年。然而对于这次旅行中的乘客而言,长度缩短了。因此这个旅行只用了不到10年的时间。并且飞船飞行得越接近光速,(相对于地球和恒星的)长度收缩得也越多(你也可以从时间膨胀的角度考虑这个问题)。
为建造一艘可以像这样无限加速的飞船,现在看来有无穷的技术困难。这些困难可能会被证实是不可克服的,那么我们就只能在幻想的空间遨游;但如果它们是可以克服的,并且如果我们人类可以活得足够长以克服它们,那么我刚才所描述的正是依据狭义相对论的理论上(可行的)远程宇宙旅行。
当然,许多科幻小说仍然加入了超光速飞行。但它们也常常不得不在其中引入一些奇怪的概念,如:“时空扭曲”、“超时空”。最终的情况是:就我们今天所知的时、空而言,超光速飞行是不可能的。但如果你喜欢,你总可以寄希望于某种时空的“窗口”或一个全新的,允许物体超光速运动的物理分枝被发现。
如果引入快宇宙和慢宇宙的概念,超光速完全不成问题
近年来,有人将自然界的粒子分成慢子、光子和快子三类,按静止质量(m0)的大小,慢子 m0>0,光子m0=0,而快子m0<0,快子就是比光运动得还快的粒子。
最先假定快子存在的是美国科学家比拉纽克和苏达珊,直到1967年,美国哥伦比亚大学的杰拉尔德·范伯格才确定了快子在科学中的地位。他认为快子应该存在,只不过它具有负重力的性质,也就是它同我们这个宇宙中的物质不一样,并不是靠万有引力相互吸引,恰恰相反,而是相互排斥的。如果把我们的宇宙称作“慢宇宙”的话,那么,由快子构成的宇宙,则是“快宇宙”,光速是“慢宇宙”,与“快宇宙”的分界线。在“快宇宙”中,会出现许许多多在“慢宇宙”中看来荒唐滑稽的事情,譬如,在“慢宇宙”中,不动的东西能量为零,一旦它获得能量,便会运动得越来越快,能量无限大时,它就以光速运动。但在“快宇宙”中,情况恰恰相反,如果快子的能量为零,它就以无限大速度运动,它得到的能量越大,跑得就越慢,当它得到能量为无限大时,快子的速度就降低到光速。在快宇宙里,光速是快子最小的运动速度;而在“慢宇宙”里,光速则是物体运动的极限。
如果我们的飞行器能够在快宇宙中飞行,那么,光速就是我们的最小速度,不再成为不可逾越的障碍,我们的速度可以达到百倍,万被光速,那样,我们就能到达宇宙的任何一个角落,可以着手建立一个大宇宙帝国了!