光速在宇宙是最快的吗（光速是宇宙速度的极限）

相信大家都知道爱因斯坦的相对论，或许你不是很了解，但起码听说过相对论又分为狭义相对论和广义相对论，其中狭义相对论中有一个重要核心就是“光速限制”，简单说就是“光速是宇宙速度极限”，我来为大家科普一下关于光速在宇宙是最快的吗?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!

光速在宇宙是最快的吗

相信大家都知道爱因斯坦的相对论，或许你不是很了解，但起码听说过。相对论又分为狭义相对论和广义相对论，其中狭义相对论中有一个重要核心就是“光速限制”，简单说就是“光速是宇宙速度极限”。

光速的这种特性也意味着因果关系的存在，我们的现实世界存在因果性，说白了结果一定是在原因之后发生，这也是大自然的一个基本法则。

这个很容易理解，举个简单的例子，你打自己一记耳光，然后才会感觉到疼。不可能出现下面这种情况：你先感觉到脸疼，然后自己打自己一耳光。

不过相对论中的“光速限制”并不是绝对的，说具体点：大自然中任何具有静质量的物体，或者任何携带信息能量的物体都不可能超光速。

速度极限光速大约每秒30万公里（准确值299,792,458米/秒），宇宙万事万物，不管是我们每天看到的宏观物体，还是非常微小的微观粒子，比如说电子，质子，中子等都不能以光速飞行，只能无限接近光速。

为何不能达到光速？

狭义相对论表明，物体速度越大质量就越大（更严谨的说法是动能更大），如果物体无限接近光速，动能就变得无限大。而能量与质量其实是等效的，能量和质量只是物体表现出来的两面性而已。

如果想要一个物体达到光速，意味着需要无限多的能量，整个宇宙的能量都不够，这显然是不可能的。

人类目前创造的最快速度已经非常非常接近光速了，在大型粒子对撞机中可以把微观粒子的速度加速到299,792,455米/秒，达到了光速的99.999999%！与光速只差了一点点。

但不要小瞧这一点点，不要认为“我们加把劲”就能达到甚至超越光速了，这“一点点”就是永远不能逾越的鸿沟。不要说渺小的人类了，就是最恐怖的黑洞，也无法把物体的速度加速到光速。

但狭义相对论中的“光速限值”只是限值有静质量的物体，这意味着如果没有静质量，可以达到光速，准确地说“没有静质量的物体必须以光速飞行”。

比如说引力子（目前还是假设概念），胶子，光子等天生就以光速飞行，没有任何加速过程。

爱因斯坦的狭义相对论体现了光速限值，其实自然界本身必须有光速限值，因为自然界中有我们熟悉的因果律，如果一个物体超光速飞行，因果律将被打破，整个宇宙就彻底陷入混乱，甚至会分崩离析。

举个例子，如果可以超光速，你用猎枪射杀猎物，子弹的速度超光速，你会看到猎物先倒下，然后你才会扣动扳机，因果律完全被打破了，现实世界彻底乱套，让人捉摸不定。

再到这个世界的现实本质，这个世界是由物质组成的，而物质是靠基本的作用力电磁力，强力，引力组合在一起的，而这三种基本作用力又是靠光子，胶子，引力子传递作用力的。如果物体的速度超越光速，意味着以上三种力根本追不上物体本身，怎么可能把物质粘合在一起呢？

没有物质，又哪来的宇宙呢？

不过话说回来，“光速限值”并不是绝对的，是有前提的，这个前提就是“任何具有静质量，携带信息和能量的物质都无法超越光速”，这意味着大自然并没有彻底关闭“超光速”的大门，还给我们“开了一扇窗”去尽情地超光速。以下就是几种超光速现象，而且是远超光速。

在某种介质中超光速

光速每秒299,792,458米/秒是真空中的速度，其实现实中光速是达不到这个速度的，因为大自然中充满了各种介质，而光在介质中的传播速度总是小于光速，传播速度为c/n，其中c是光速，n是介质折射率，n总会大于1。事实上多数时候，介质中的光速远小于真空中的光速。比如说光在水中的速度只有0.75c。

利用光的这种特性，我们就可以在某种介质中“超越光速”（当时不是真空中的光速，而是介质中的光速），达到“光障”效果。科学家也确实做到了。

一个物体可以在比介质中的光更快的速度穿越介质，产生光光激波（光障），这种光波被称为“切伦科夫辐射”（怪异的蓝光）。物体必须在密度比较大的介质中快速移动，光障效果才可以被我们的肉眼看到。比如说，核反应堆以非常高的速度喷出电子，高速电子穿越冷却水的速度就比水中的光速还要快，就会产生锥形激波。

宇宙大爆炸时的暴涨速度

长期以来，科学家认为宇宙起源于一次大爆炸，一个体积无限小质量密度无限大的奇点是一切的开端，一切都是从零开始的。不过暴涨理论出现之后，大爆炸理论似乎有点过时了。

该理论认为，时间并不是从奇点的突然膨胀开始的，而是从10^-41秒开始的，这个时候宇宙已经存在，大小大约为一个天文单位（1.5亿公里）。

当时的宇宙不存在任何物质，只有真空能，真空能促使宇宙以指数级膨胀，然后暴涨在10^-36秒瞬间结束，非常短暂。

此后真空能衰变成为物质，包括我们如今所知的基本粒子和反粒子。然后开始迅速膨胀。

膨胀的速度有多快？一秒之内就膨胀到了一光年大小了，一年之后大约就有现在银河系的大小了，想象一下这个速度，光速在此速度面前不值得一提！即便是138亿年后的今天，宇宙膨胀的速度仍旧远超光速，不但如此，宇宙膨胀速度一直在加速，宇宙空间每增加1百万光年的距离，膨胀速度就会增加20公里每秒，这就像我们吹气球一样，气球上两个点的距离会越来越远，而且相互远离的速度会越来越快。

空间膨胀速度远超光速并不违反相对论，空间中的物体只是跟着空间在运动，彼此之间并没有传递信息。

诡异的量子纠缠

相信很多人都听说过“量子纠缠现象”，它如此诡异，以至于被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”，也让爱因斯坦十分头疼，因为量子纠缠现象彻底颠覆了经典物理，他认为我们的世界具有局域性（也就是不能超光速），而量子纠缠现象则属于非局域性。

比如说，在量子世界里，发生耦合的两个微观粒子，不管它们相距多远，哪怕在宇宙的两端，只要我们测量其中一个微观粒子的状态，如果说粒子的自旋向下，那么另一个粒子的自旋必定向上，看起来好像它们存在“心灵感应”一样，彼此之间能根据对方的状态瞬间做出决定。

虽然量子纠缠现象非常诡异，但科学家确实验证了这种现象的真实存在性。结果就是爱因斯坦错了，但并不是说他的相对论错了。

量子纠缠与相对论中的“光速限值”并不矛盾，量子纠缠中的两个粒子并不能传递任何信息。因为当我们测量其中一个微观粒子的状态时，粒子表现出来的状态其实都是随机的，而且每一次测量都意味着量子纠缠的坍缩，也就是说一旦我们实施了测量之后，纠缠态马上就会消失，粒子之间不再发生纠缠。

所以说，“光速不可超越”这种说法其实是不严谨的，因为这种说法并不是绝对的，是有前提条件的。应该说是任何信息的传递速度都无法超越光速（真空中的光速）。

这种非绝对性也算是大自然留给我们的“漏洞”，我们可以利用这个“漏洞”进行“超光速”旅行，比如说虫洞和“曲速引擎”的概念，就是利用空间的弹性，折叠，甚至撕裂来瞬间跨越浩瀚星际距离。