光速真的不能被超越嗎？這幾種超光速現象超乎想象！

首先強調一點，光速並不是絕對能被超越，也就是說，光速限制並不是絕對的，在某些情況下，光速也是可以被超越的，只不過我們需要某些“作弊”手段，具體怎麼回事之後會講，我們先來了解一下宇宙中爲什麼會存在光速限制，光速爲什麼不能被超越？

可以從兩方面來理解。

第一，我們都知道，在大型粒子對撞機中，科學家們通過電場對粒子進行加速，粒子就會獲得超高能量，以非常接近光速的速度飛行。

比如說，大型粒子對撞機中，質子可以獲得大約6.5萬億電子伏特的能量，這麼高的能量可以讓質子以0.9999999896倍光速飛行，非常接近光速。

而電子比質子更輕，只有質子質量的1836分之一，因此電子通過對撞機不斷加速，可以獲得高達104.5萬億伏的的能量，所以電子的速度可以無限接近光速，只比光速慢了每秒3.6毫米。

每秒3.6毫米，這個速度簡直太低了，你可能認爲只要再給電子多一點的能量，就可以輕鬆達到甚至超越光速了。如果你這麼想，就大錯特錯了，這每秒3.6毫米的速度是人類永遠無法逾越的鴻溝，問題到底出在哪裡呢？光速明明就在眼前，爲什麼就是無法突破呢？

剛纔講了，質子和電子等粒子通過大型粒子對撞機加速，可以獲得超高能量，如此高的能量爲什麼還不能讓電子超過光速呢？根本原因就在於宇宙中存在能量限制，如何理解呢？

科學家們發現，當一個粒子攜帶的能量達到一個閾值，大約5乘以10的19次方電子伏特時，大自然就會進行干預，不讓能量繼續升高超過那個閾值，而這個閾值就是GZK極限值，也就是宇宙中的能量極限值。

具體怎麼幹預的呢？

當粒子攜帶的能量高於GZK極限值時，粒子就會與宇宙中微波背景輻射的光子發生作用，進而產生一箇中性π介子，這個介子會消耗135兆電子伏特的能量，直到粒子攜帶的能量降低到GZK極限值以下。

有人可能會問，隨着宇宙的不斷膨脹，如果未來某天宇宙中的微波輻射消失了，是不是就可以超過光速了呢？

這種事情是不可能發生的，因爲雖然宇宙空間一直在膨脹，但膨脹的過程也只會讓光子的波長變長，能量變得，但絕不會讓光子消失。

還有一種方式可以解釋光速爲什麼不能被超越，這種方式就是大家都非常熟悉的相對論。

相對論是如何解釋光速限制的呢？

狹義相對論表明，時空並不是絕對的，而是相對的，時空其實很有彈性，當你的速度越快，你在前進方向上的空間維度就會縮短，同時你的時間維度流逝速度也會變慢，這就是我們通常所講的尺縮效應和時間膨脹效應（鐘慢效應）。

這裡有一個極端情況，如果你的速度無限接近光速，意味着你前進方向的空間尺度會縮小到無限接近零，同時在外部看來你的時間也停止了，你攜帶的時鐘不再走動。

而沒有空間和時間的參照系其實是不存在的，也是沒有意義的，因此包括你我在內的任何東西，速度都不可能超過光速，原因就在於，一旦達到或者超過光速，時間和空間將失去意義，不存在了。

而速度本身的概念就是，在某段時間內行走的空間距離，既然空間和時間都不存在了，速度的概念自然也就不存在了。

你可能還會說，光的速度不就是光速嗎？確實如此，而且光也確實沒有時間和空間概念。如果光有意識，它根本就不會知道時間到底是個什麼東西，我們可以通俗理解爲光的時間是靜止的，任何再遠的距離在光眼裡都是近在咫尺，這也是爲什麼光在一瞬間可以跨越任何浩瀚的距離。

還有人會提出這樣的質疑：你這種解釋時間建立在相對論基礎上的，難道相對論就是真理，就一定是正確的嗎？

相對論當然不是真理，任何科學理論都不會是真理，但一百多年過去了，科學家們發現的所有證據都在支撐着相對論，我們當然有理由相信相對論。

現在來說說一開始所講的“光速其實也可以被超越”的問題，該如何超越光速呢？

當然，絕對速度是無法超越光速的，我們可以通過“作弊”手段完成對光速的“間接”超越。

比如說，不同星系之間的恆星遠離彼此的速度就超過了光速，因爲宇宙膨脹的速度遠超光速，而星系中的恆星會隨着宇宙膨脹“超光速”飛行，當然這種現象並沒有違反愛因斯坦的相對論。

相對論中的慣性系有一個重要前提：慣性系，而宇宙空間的膨脹過程與慣性系無關。

還有就是利用時空具有彈性的特點，壓縮彎曲時空結構，甚至在時空結構中“打一個洞”，以上兩種方式就是我們經常聽到的曲速引擎技術和蟲洞科技，其實就是通過“作弊”手段完成間接超光速，相當於走了捷徑，本質上還是空間移動的速度，而非物體本身的絕對速度。

第三種超光速方式就是“切倫科夫輻射”超光速，核反應堆裡會發出幽幽的藍光，那就是粒子在水中超光速的表現。具體怎麼回事呢？

由於光子在水中的速度會降低，只有真空中速度的大約四分之三，因此電子可以超過光子在水中的速度，然後就會發出那幽幽的藍光，被稱爲“切倫科夫輻射”。也就是說，電子超越的是水中的光速，並非真空中的光速。

總結

其實我們宇宙中存在光速限制，本質來講還是因爲我們所在的四維時空決定的。也就是說，光速是四維時空的固有屬性，光速的背景就是四維時空，也可以理解爲光速的傳播介質就是四維時空。

如果你想完成對光速的超越，那麼你就必須脫離四維時空的束縛，來到其他維度，比如說高維度時空。至於你該怎麼脫離四維時空，脫離之後還能不能存活，還有高維度時空是否存在等問題，科學家們也不能確定。

完！