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上传人:读书之乐 2021/3/8 文件大小:29 KB

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文档介绍:挑战光速

  据媒体2021年9月和11月报道,意大利科学家在两次试验中全部发觉中微子束的速度比光速快。这个令人惊诧的试验结果假如得到验证,那么奠定爱因斯坦狭义相对论的基石――光速不变原理就垮塌了,当代物理学的根基也就没有了!那么,这个试验结果可信吗?超越光速意味着什么?光是什么?它有哪些奇妙之处?令人不可思议的极限速度――光速是怎样测定的?本刊尤其约请相关教授为读者释疑解惑。
  
  两次发觉中微子束超光速,但这一结果尚待验证。
  2021年9月,意大利格兰・萨索国家试验室“奥佩拉”项目组宣告,研究人员在接收730千米外的欧洲核子研究中心发射的中微子束时,发觉中微子抵达的时间比光子提前了60纳秒;2021年11月,“奥佩拉”项目组又宣告,在另一项试验中再次取得一样的结果。这是一个令人惊诧的试验结果,假如它最终得到验证,将表明中微子束的速度比光速还快,那么奠定劳伦兹变换公式和爱因斯坦狭义相对论的基石――光速不变原理就垮塌了,当代物理学的根基也就没有了――这是多么可怕的事!
  现代公认最伟大的科学家爱因斯坦在1905年发表了狭义相对论,10年后她又将广义相对论奉献给世人。这两篇含有划时代意义的著作,是当代物理学的理论根基,是大家了解空间和时间的理论依据。相对论对速度做出了最严格的限制,认为最快的速度是真空中的光速,没有任何速度能超越它,超越真空中光速的物质是不存在的。
  假如真的有超光速物质存在,那就是对相对论的根本颠覆,我们就能够在时空中任意穿越,“倒行逆施”,从今天走回过去,从未来走向今天,我们就能够“和500年后的人对话”。而人类的物理知识、认识标准将“升华”到―种全新的状态,穿越、平行空间、多维度、星球大战……这些科幻作品中的虚幻狂想,或许全部将一一成为现实,而现在被试验证实正确的很多理论全部将站不住脚,成为历史陈迹。
  现在,科学家对“奥佩拉”试验结果采取审慎态度,大多数人坚信相对论是正确的,认为“奥佩拉”项目组仓促公布试验结果是不合时宜和令人匪夷所思的。更有些人担心,假如真有超光速的中微子存在,那么将出现一系列令人惊讶不已的现象,“因果关系”就是一例。所谓“因果关系”,又叫“因果论”,是当代物理学的基础立足体系,也是一个主要的认识论。它认为,凡事总是先有“因”后有“果”,绝不会颠倒过来。夫妻结合才会生出儿子,这里夫妻结合是“因”,生出儿子是“果”。我们不能想象先有儿子,再有夫妻结合。也不能想象在战场上炮弹先在对方阵地上爆炸开来,然后才从我方阵地发射出去。显然,假如因果关系发生颠倒,―切全部将陷入混乱。
  不过,也有部分科学家力挺“奥佩拉”试验。她们说,“奥佩拉”试验由200多名出众的科学家历时三年才完成,试验结论是从15000个数据中精炼出来的,在对距离和时间的测量中全部做到了慎之又慎,一切可能的测量误差全部已排除,经过重复推敲和验证,数据是可靠的。
  当然,相对而言,“奥佩拉”试验中犯错的概率肯定会比相对论大部分。其次,现在科学家对中微子的部分主要性质的认识还停留在简单的猜测阶段,还需要进行重复试验。因此,现在的问题不是全盘否定试验结果,而是验证它,看试验数据是否经得起推敲和检验。即使试验证实了“奥佩拉”项目组的结果正确,也并不意味着相对论就错了,而应该是对它的修改、补充和完善。因此,国际上部分著名的试验室,比如美国费米试验室的科学家们表示,将对“奥佩拉”试验结果进行核实。费米试验室曾在2021年做过一样的试验,得到过类似结论,但因为当初测量精度不够,所得结果现在还不能验证“奥佩拉”的数据是否正确。
  
  哥哥25岁,弟弟30岁,看似荒谬,可能并不荒谬。
  光速是物理学中最主要的基础常数之一,经过对它的研究,大家逐步认识了光的本质,认识了无线电波,认识了速度和当代物理学的关系。光速测定在光学发展史上起到了很主要的作用,不但推进了光学试验,也打破了光速无限的传统观念。
  在物理学理论的发展里程中,光的粒子说和波动说争论不但推进了光学的发展、电磁波理论的诞生,而且最终推进了爱因斯坦相对论的发展。不过,在超光速问题上科学家还没有得到有用的结论。
  光速是一道槛
  相对论认为,光速是速度上限,是一道不可逾越的“槛”。在日常生活中,这道“槛”能够不去管它,因为我们包括到的速度全部比较小,比如人步行速度约为每小时几千米,火车动车的运行速度是每小时300多千米,飞机飞行的速度快一点,也只有每小时1000千米左右。而光速是每秒大约30万千米,因此日常生活中碰到的速度同光速相比能够忽略不计。
  通常情况下,我们应用牛顿力学就能够对很多问题进行研究。不过,在高速度问题上,牛顿力学是无能为力的,需要用到相对论。爱因斯坦在