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量子力学和超弦理论的两个奇妙问题!是否存在一个”影子世界“
2018-7-4 4:39:00           作者: 宇宙小百科

存在超越光速的快子吗

量子力学和超弦理论的两个奇妙问题!是否存在一个”影子世界“

 

光的速度可以达到每秒钟30万公里,这是我们目前已知的最快速度。根据爱因斯坦的狭义相对论,宇宙中所有的物体的相对运动速度都无法超过真空中的光速。

量子力学和超弦理论的两个奇妙问题!是否存在一个”影子世界“

 

因此,我们目前所知的宇宙的时间线是单向且不可逆的。然而人们始终在思考,超越我们宇宙速度之外究竟还有没有另一个世界?根据相对论提供给我们的相对性理论,我们可以假设存在这样一个宇宙:它与我们所在的宇宙是平行存在的

量子力学和超弦理论的两个奇妙问题!是否存在一个”影子世界“

 

,但是我们却无法看到它,因为处于它之内的所有物质的运动速度都超越了光速,因此通过目前的观测手段还无法窥到它的存在。这样的宇宙如果真的存在,那么它有一个最基本的物质前提——快子。

快子是否存在是20世纪以来人们一直思考的问题。美国的两位物理学家比拉纽克和苏达珊正式提出了快子存在说。快子也叫“超光速子”,是一种假设的亚原子粒子,质量为负。一旦产生,其速度就总是超过光速。1967年,美国哥伦比亚大学的查拉尔德?范伯格教授赞成快子的存在说,并提出自己的研究成果。他认为快子的能量和速度是一种反比的关系,它随着自身能量的不断消耗而产生无限大的速度。反之,要降低它的速度,就需要对其增加无限大的能量。在假设存在的“快宇宙”中,快子的质量为负,不受万有引力的影响。如果能够使快子的能量无限大,它的速度就能够降低到光的速度。实际上这也是一种假想,人类目前无法真正做到。所以“快宇宙”中所有物质的速度都不可能低于或接近光速。而我们所处的“慢宇宙”中,任何物质在任何情况下也无法超过光的速度。因此,光速成为了这两个宇宙的分界线。

然而,人们在对浩瀚宇宙的观测中发现了一些新的宇宙现象,这些现象是相对论与量子力学所构建的物理学体系所不能解释的。1972年至1974年,美国一些天文学家发现赛佛特星系3C120自身的膨胀速度是光速的4倍,后来又陆陆续续地发现了分离速度分别达到光速7倍、10倍和19倍的类星体。

量子力学和超弦理论的两个奇妙问题!是否存在一个”影子世界“

 

如果我们宇宙中有星体能够达到超越光的速度,那么根据相对论可以推断出,我们宇宙的时间也并非都是单向性的,也许会真的出现“时光倒流”的现象。

尽管如此,要使一个物体达到或超越光的速度成为快子还是不可想象的。因为物体一旦达到光速,就要付出无限多的能量。而要想超越光速,显然就要付出高于无限多的能量,这是根本无法实现的。因此,对于比光还要快的物体,我们目前研究其质量和长度等具体数值,还只能用数学上的虚数表示。实际上也就是断定快子的具体参数是无法考量的。

影视作品和民间传说中经常有“回到过去”或“来到未来”的时间扭曲现象。

量子力学和超弦理论的两个奇妙问题!是否存在一个”影子世界“

 

倘若有一天,我们的科学水平能够使自身的运动速度超越光速,那么那些穿越时空的幻想就不再是天方夜谭了。快子的提出,其重大的意义并不在于是否能够找到这样一种物质,而是为科学家们在物理学领域的研究开创了一个新的思路。

影子世界存在吗

影子世界,又称为“超对称粒子的世界”。超弦理论指出,

量子力学和超弦理论的两个奇妙问题!是否存在一个”影子世界“

 

超对称粒子只通过引力与通常的粒子发生关系。引力的强度远远弱于电磁相互作用,因此发现超对称粒子的可能性实在微乎其微。尽管超对称粒子就在我们的周围,但是我们却几乎不可能看到它的身影。所以有人把由超对称粒子组成的机构叫做影子世界,它与我们的这个世界完全相同,不过我们看不见它。

简单地说,在我们目前所处的世界之外,还有一个与之完全相同的影子世界,只是我们触及不到。这一思考来自科学家们对自然界对称现象的观察。在大自然中,对称现象极为普遍,比如人体的协调对称、电极的正负两极等等。对称现象成为世界中和谐统一的标准。除此之外,科学家们还发现,自然界还存在一种超对称现象。科学家们将我们目前的世界定义为由寻常物质所构成的世界,而由超对称粒子这种“影子物质”所构成的世界称为影子世界。

量子力学和超弦理论的两个奇妙问题!是否存在一个”影子世界“

 

科学家们由此提出一种假设:在我们的宇宙中,

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有些星系主要由寻常物质构成,有些星系则有可能是由影子物质构成的,但两类星系可处于同一星系团。对于太阳系来说,寻常物质占据着绝大部分。以太阳为例,理论上只允许它的影子物质占1‰;作为太阳行星的地球,则可能具有10%的影子物质。有的科学家甚至预言,太阳并非是孤零零的一颗恒星,它应该有一颗对称的伴星,是个双星系统。但是这一预言始终没有得到事实的证明,因为人们始终找不到那颗伴星身在何方。倘若真的无法找到,那么太阳本身可能是由影子物质构成的恒星。

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科学家们认为,影子世界和现实世界处在同等的地位上,它在太阳系尺度上或星系尺度上的影子恒星系统要按照固有的规律演化。它有可能演变到与我们世界对等的水平上,也有可能演变出截然不同的世界。

确认影子世界的存在对人类来说意义重大,它将有利于我们进一步弄清楚空间的多维度性和时间的非直线性。如果影子世界确实存在,那么它的文明程度应当不在现实世界之下。科学家们曾设想通过引力波与影子世界联络,如果能进行像超新星爆发时产生的引力波实验,同时又摈去其他形式的波,那就可能是影子世界传来的信息。这个理论倘若能够有效地实施,和影子世界的文明进行沟通将不成问题。

人们在有角度的光照之下一定会形成影子,我们通常认为影子是虚无缥缈的,只是世界中实体物质的影像。由今天我们对影子世界的认识可知,影子之下并非空无一物,而是也有个大千世界。

责任编辑: 蔚 蓝 文章来源:
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