除了光速，宇宙還存在速度限制嗎？
說到宇宙的極限速度，我們第一反映就是真空中的光速，任何有質量的物體或者是包含信息的物體都無法達到這個速度，只能無限的接近。
這是物理學上的速度限制，也是宇宙自己的速度極限。20宿世紀初，愛因斯坦起首意識到了這個問題，而且他還提出，無論不雅察者處在如何的活動狀況，我們看到的光速都是一個恒定的值。
固然這聽起來幾多有些詭異，但1887年邁克爾遜-莫雷嘗試的成果就是這樣，光速不變、無法達到和超越已經當作為了物理學上的正義。
可是在真實的宇宙中，環境加倍糟糕，因為還存在一個比光速還要低一些的速度極限，它的存在使得我們人類自己都無法實現無限接近光速這個小方針。
若是我們想要實現無限的接近光速，就起首要沖破這個障礙，這才是人類去往極限速度路上的絆腳石。
光速為299,792,458米/秒，這個速度是光在真空中的速度，除了光子可以達到這個速度外，還有膠子和引力子可以達到這個速度，因為這兩種粒子都沒有質量。
而夸克、電子（輕子）、中微子這些粒子都具有質量這個素質屬性，且由它們構成的質子、原子、人類也具有質量，所以我們實際糊口中可以看到的所有物質在真空中都必需低于光速運行。
而那些無質量的粒子、波都必需在真空中以光速運行。那么我說的別的一個速度極限是什么呢？這要從真空說起。
我們一般認為宇宙真空那真的是“真空”，可是工作遠沒有我們想的那么簡單，即使在宇宙的深處，真空中也包含一些當作分，本家兒要有以下三個方面：
真空中布滿了低溫輻射（CMB），也就是我們常說的微波布景輻射，它們來自于宇宙大爆炸后發生的高溫輻射，顛末138億年的冷卻今后，今朝已經這些光子已經進入了微波波段。
且溫度今朝只有2.7K，不外這些光子大量的存在于宇宙空間中，在您的身邊也無處不在，密度為400個光子/cm^2。
真空中布滿了中微子輻射（CNB），也就是我們常說的中微子布景輻射，這些中微子跟光子一樣，也是從大爆炸期間發生的，它們的速度和光子十分接近，可以說無法區分，因為它們稍微有那么一點點質量。
它們也大量的充溢在空間中，不外它們為中性粒子，不介入電磁交互擺布，固然每秒鐘有跨越數十億的中微子在穿透我們身體，但我們對它們無感。
真空中充溢著星際介質，宇宙中有大量的物質經由過程引力在漫長的時候中凝集當作了恒星、星系這些物質布局，但還有大量的物質殘存，它們充溢在星際空間中。
包羅一些塵埃、中性原子和被星光電離后的等離子體。
這里就存在一個問題，您看，我們人類要想締造能量更高的粒子，也就是動能最高的粒子，或者是無限接近光速的宇宙飛船，它們都需要在空間中飛翔。
是以它們在飛翔的時辰城市不成避免地碰到空間中以上的三種物質。此中以微波輻射的光子影響最大。
因為這些光子在宇宙中的數目最多，且分布的很是平均，加倍主要的是，人類可以加快的高能量帶電粒子或者是制造的超高速宇宙飛船，城市與這些光子發生彼此感化。
這種彼此感化就是我們人類在今后無限接近光速中碰到的極大障礙。
大型強子對撞機是我們人類今朝所能締造最高速度的處所，可是在宇宙中還存在著一些自然加快器，它們的能量更大，所能締造的粒子的速度更快，它們就是中子星和黑洞。
這兩種天體是宇宙中的兩端怪獸，它們不僅是宇宙中引力最大的處所，并且仍是磁場最大的處所，我們人類在大型強子對撞機中所締造的磁場強度在它們面前的確就像是剛學會玩泥巴的小孩。
從中子星和黑洞中噴射出來的宇宙射線是人類有史以來發現的能量最高、速度最快的粒子。
大型強子對撞機中所締造的質子速度達到了299,792,455米/秒，這半斤八兩于99.999999%的光速，而高能宇宙射線的能量是對撞機中質子的3600萬倍。
則速度為299,792,457.9999999999999992米/秒，十分接近光速，可是仍是低于光速。可是奇異的是，我們在地球上所接管到的宇宙射線中的質子能量（速度）大部門都集中在這個速度上，且不會比這個速度更高。
按理來說，這些宇宙射線應該可以無限的接近光速，它們會在分歧的數值上挨近光速，但事實上并沒有，而是在這個速度上呈現了截止。
正如上文所說，宇宙的真空它不是真空，這些宇宙射線降生的時辰，它們的速度必定更快，加倍接近光速，能量更高，可是當他們在空間中飛翔的時辰與微波輻射中的光子發生了彼此感化。
固然這些光子的能量很是低，可是宇宙射線中質子的能量卻很是高，當這些質子與光子發生碰撞的時辰，就會在E=MC^2中發生新的粒子，并從高能質子中竊取能量，降低質子的速度。
而宇宙射線中質子的這個極限速度對應了一個極限能量為5 × 10^19 eV，也就是說，當您締造了一個質子的能量高于5 × 10^19 eV，那么它在空間中飛翔的時辰就會與光子碰撞持續的發生π介子。
直到質子的能量跌破或回到5 × 10^19 eV，這個能量就是宇宙中的能量極限，被稱為GZK極限。GZK是三位物理學家名字的首字母，這個理論詮釋了宇宙射線中粒子的速度為何呈現截止的問題，也詮釋了粒子所能攜帶能量的極限。
我們今朝認為宇宙中的每一條宇宙射線、每一個質子、每一個原子核，包羅宏不雅宿世界的物體，都必需遵守GZK極限。
GZK極限所帶來的速度極限比光速要低一些，我們無法跨過這個速度去無限的接近光速。例如，某一天我們在大型強子對撞機中締造了能量高于5 × 10^19 eV的質子，速度達到了299,792,457.9999999999999992米/秒以上。
但可惜的是，這時的質子會大量的損掉能量，以很是快的速度跌破這個能量極限。所以說，我們人類在將來接近光速的途中，必定會碰到這樣的困擾。
若是我們締造了速度很是快的宇宙飛船，那么它也會和微波輻射中的光子發生彼此感化，導致整個飛船被銷毀。
所以說穿越宇宙的所有帶電粒子，包羅我們能看到的所有物質存在一個速度限制，它不是光速，而是一個比光速還要低一些的數值。這一切都是因為大爆炸發生的微波輻射造當作。
不外跟著將來宇宙的不竭膨脹，微波輻射中的光子會持續的冷卻，由它造當作的速度極限會不竭的上升，遲緩的接近光速。
但需要注重的是，微波輻射中的光子并不會在某一天消逝不見，它只會越來越冷，它一向都將是人類無限接近光速路上的絆腳石。
- 發表于 2020-06-16 02:00
- 閱讀 ( 900 )
- 分類：其他類型
0 篇文章
作家榜 ?
-
xiaonan123
189 文章
-
湯依妹兒
97 文章
-
luogf229
46 文章
-
jy02406749
45 文章
-
小凡
34 文章
-
Daisy萌
32 文章
-
我的QQ3117863681
24 文章
-
華志健
23 文章