宇宙中的光速到底有多快（光速为何是宇宙速度极限）

提到光速，我们就能想到它是宇宙的速度极限，任何物体都无法超光速飞行。但你有没有想过光速为什么是宇宙速度极限？到底是什么限制了光速呢？

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先说点题外话，虽然科学家知道光速是速度极限，但他们仍旧想尽各种办法试图打破光速这个速度极限。虽然知道不可能做到，到总想试一试。

比如说科学家通过大型粒子对撞机让微观粒子加速，可以让质子的速度非常接近光速，达到了299,792,455米每秒，这个速度是光速的0.9999999896倍。

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而比质子更轻的电子速度可以更快，达到299,792,457.9964米每秒，仅仅比光速慢了3.6毫米每秒。

不要以为3.6毫米是个很小的数字：再给电子加大能量不就能超越光速了吗？那是不可能的，3.6毫米对于科学家来说就是难以逾越的鸿沟。速度达到一定程度，当无限接近光速之后，再想加速就变得非常困难！

回到正题：为何不能超越光速呢？从以下几方面来分析。

宇宙中存在着“GZK极限值”（GZK是以三位科学家名字首字母命名的），何为“GZK极限值”？

自然界的任何粒子携带的能量最多达到5×10^19eV，这个就是能量阈值，一旦超过这个阈值，大自然就开始干预了。

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宇宙中充满了微波背景辐射留下的光子，这些光子会与粒子发生作用，产生中性π介子，而π介子会消耗能量，直到粒子携带的能量降低到极限值以下。

所以，任何粒子的速度都无法超越光速。

宇宙中的微波背景辐射会不会消失呢？不会。即使宇宙一直在加速膨胀，光子的波长也会被拉长，但永远不会消失。

第二种解释比较常见，那就是用相对论的思想诠释“光速限制”。

爱因斯坦的狭义相对论告诉我们，速度越快，物体的质量就越大，这就是质增效应。到一个物体的速度无限接近光速，想要再加速，就需要无穷多的能量，甚至整个宇宙的能量都做不到。

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显然这是不可能的，我们无法获取无穷多的能量让物体继续加速。

第三种，可以用时空的概念来解释。

光速，更严谨的定义不应该是“光的速度”，它是四维时空的固有属性，内在秉性。其实宇宙中的万事万物时刻都在以“光速”飞行！

如何理解上面加粗的那句话？

注意，上面带引号的“光速”与平时我们所说的光速并不一样。对于宇宙万物来讲，都有两个方向的速度：时间方向和空间方向。

根据时间膨胀原理，速度越快时间就越慢。也就是说，空间方向的速度与时间方向的速度成反比。想要时间流逝​的​慢，速度（空间方向）就必须足够快才行。

同样​的​，想要时间流逝的速度快，速度（空间方向）必须足够慢。

如何让时间以光速飞行？很好办，你只需要静止不动就行了，因为静止的你在空间方向的速度为零，那么时间就必须以光速飞行（也就是说，即便你一动不动，其实你也是以光速在四维时空中飞行，注意这里是“四维时空”，而不是“三维空间”）。

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时间和空间可以叠加，就像速度叠加那样，但叠加的结果必须是光速！这也是为什么刚才会说“宇宙万物（包括你我）时刻都在以光速飞行”！

说了这么多，其实大自然并没有关闭“超光速”的大门，所谓的“光速限制”只是限制了信息和能量的传递速度，只是速度本身没有传递任何能量信息，就完全可以自由自在地超越光速。

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比如说虫洞，曲速引起，量子纠缠，时空膨胀，速度都超越了光速，但它们都没有传递任何信息，不受“光速限制”的约束！