正文
但是实际上,大多数人所理解的时光倒流,实际上是一种是对“尺缩效应”和“钟慢效应”错误理解,这些人大概是按照以下的逻辑思维来思考的:物体运动速度越快时间流逝得越慢,当物体运动速度到达光速时,时间便停止流逝;当物体速度超过光速时,时光倒流。乍的一听貌似这番推导也不无道理,但是仔细想想,如果时间倒流了,那么时间就会变成负值(以变化的那一瞬间为时间参考零点),这与狭义相对论理论是相悖的。在狭义相对论理论体系下,超光速时间倒流的推论是错误的。
而在广义相对论观点下,是否能建成时光机器也是被广泛讨论的问题。大物理学家霍金对此提出了一个“时序保护猜想”,而我国的刘辽先生则关于这点提出了一个可能的假设,使得建设时光机器变得可行。
另外,单就指超光速而言,目前尚未有任何能传递信息的超光速现象被发现。常见的“伪超光速”或者“视觉超光速”要么不传递任何信息,要么并非真正的运动。大体可分为一下几类:
(1)想当然的超光速
例如,假设有一足够长的刚体,在一侧拨动它,那么它的线速度就会超过光速。类似的还有光斑或者影子。
要知道,对于刚体而言,首先这就是一个理想模型,在现实世界中是不存在理想刚体的。要想使得物体运动起来,作用力需要沿着物体中的粒子传递。而这个传递的速度最快也是光速。所以说,如果真能够完成这个实验,那么这个“刚体”会逐渐变弯。
而对于影子和光斑也类似。更何况,新的“影子”或“光斑”只不过是视觉效果而非真的运动。给我一个足够大的荧屏,我可以让一个粒子在这一帧和下一帧的运动速度“看上去”超光速,但是这毫无意义。
(2)超过了介质中的光速
典型例子是切伦科夫实验中,有些粒子的确运动速度会超过介质中的光速。但是这是没有意义的,我们所说的超光速是要超过真空中的光速。
(3)虚粒子
虚粒子只是一个数学上的工具而已,并非实际粒子。
(4)卡西米尔效应
卡西米尔效应是指,当两块不带电荷的导体板距离非常接近时,它们之间会产生非常微弱,但仍可测量的力。卡什米尔效应是由真空能引起的。计算表明,在两块金属板之间横向运动的光子的速度必须略大于光速,才会出现这种效应。而在特定的宇宙学条件下,这种效应会显著得多。但进一步的理论研究表明不可能利用这种效应进行超光速通信。
(5)宇宙的膨胀与星系的运动
根据哈勃定律,足够远的星系的的退行速度可以超过光速,但是如果真足够远了就无法观测到。若想观测这一现象,则必须是观测者观测两个星系的相对运动。更何况,这并非真正的运动,而是空间的膨胀而已。和我们相对运动的星系的视速度可能超光速,但这其实也是经典力学的误用,在这个过程中,我们没有修正从星系到地球的光行差。
相对论看似高端,但离实际生活较远,缺少实验验证,这个理论只是理论,没实际用途?
相对论早已被实验所验证,比如近期的引力波,过去的日全食引力透镜实验等;而狭义相对论的验证实验大体可分为六种:光速不变原理的实验检验;相对性原理的实验检验;光子静止质量上限的实验;时间膨胀实验;相对论力学实验;缓慢运动媒质的电磁现象实验。