超光速

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费恩曼:没人能懂量子力学,超光速10000倍的量子纠缠是无解谜题

身为诺贝尔物理学奖的获得者,以及量子力学的重要推动人, 费恩曼 却提出: 没人懂得量子力学 。 量子力学存在了多久? 从普朗克1900年的最初提出算起,已经过去了一个多世纪。量子力学是如何提出的?有哪些有趣的实验?它的发展有哪些科学家的贡献?它的意义如何? 为什么费恩曼会认为,没人懂得量子力学? 超光速10000倍的量子纠缠真是无解的谜题吗? 1900年普朗克 提出了量子的概念,认为这是一份一份传递的能量。不过这种对量子的解释,显然过于肤浅,没有得到大范围的认同,也无法用其解释清楚某些现象。 当时的科学家,对光是什么这个问题很感兴趣,有些认为 光是波的形式 、有些认为 光是粒子的形式 ,为了得出结论,持有两种不同观点的科学家们,决定聚集到一起,做个实验。 实验名叫 双缝干涉 ,操作也很简单,就是在安装好的实验装置上,观察光透过去的形状,如果屏幕处出现了两条杠,则说明光是由粒子构成, 如果出现了许多干涉条纹,则证明光是由波组成 。 原本该实验应该结束得很快,可是科学家却发现,实验的结果有所差异, 不能简单地认为光是由粒子或是波构成 。为了得到更精确的实验结果,科学家们用上了摄像机,他们发现,摄像机所记录的结果,与他们肉眼看到的完全不同。 比如,科学家用肉眼观察到的,就是 干涉条纹 ,而摄像机中记录的却是两条杠。这让他们很是不解,不过那时候的他们,已经对光的“属性”有了大致的了解,只不过一直没有得出确定的结论。 也就是说, 光不仅拥有波的属性,同时也有粒子的属性 。 不过这一结论只是被延伸出来的,可能连爱因斯坦自己都没怎么搞明白,后来量子力学又经过了 玻尔、德布罗意、玻恩、海森堡 等物理学家的发展,形成了一套较为完整的理论,但其实,要让他们真的将量子力学,解释清楚,恐怕很难。 毕竟量子力学,是建立在实验现象之上的学科,充满了许多假设,不算是有一幅较为清晰的研究图景,常常会把人搞得自相矛盾,又或者说, 它本身就充满了矛盾 。 哥本哈根学派 对量子力学的解释,算得上是比较系统的,不过爱因斯坦认为, 他们也只是在给量子力学打补丁而已 。 该学派认为 不确定性 ,在量子力学中的所有现象中都存在,比如 人们想要测量某个微观粒子的位置 ,就必须先要观察到它的存在,当然一般无法用肉眼看到,通常需要借助更为精密的仪器。 不过 微观粒子的质量和体积非常小 ,很容易受到照射的干扰,人们可以选择使用 较短波长的波 ,来测量微观粒子的位置,但短波所携带的能量也会更大, 它同样会干扰到粒子本身的状态 ,使得人们无法测量出它的速度。 科学家用波函数来描述这一现象,他们认为: 这样说的话,之前科学家所做的 双缝干涉实验 ,会不会也是因为增加摄像机这一观测器材,光透过的结果才发生了变化? 由此看来, 量子力学的世界着实过于诡异了 ,那些微观粒子,居然还能感知到自己是否被观测,还知道用不同的状态来应对。 当然也有科学家并不认同这一观点,比如著名的 薛定谔的猫理论 ,就是为了反驳和讽刺,不确定性理论所提出的。按照不确定性理论,实验中的猫。会在处于镭的衰变和不衰变, 两种状态的叠加下,变得既死又活 ,当然这是不可能存在的现象, 只要将箱子打开,便能知道猫是死是活 。 哥本哈根学派还根据不确定性原理,提出了 量子纠缠现象 ,爱因斯坦将其称为 “鬼魅般的超距作用” ,让我们一起来看看更加诡异的量子纠缠现象。 哥本哈根学派基于不确定性原理,提出了量子纠缠的现象,在他们的结论中, 两个粒子无论相距多远 ,只要有一方被发现, 另一方的信息,自然也会浮现出来 。比如宇宙两端的手套,在打开其中一个,发现是左手套时,既然会知道另一个是右手套。 因为它们在最初形成时,已经确定了其本身的特性,打开后的观测, 并不会改变结果 。 而如今我国科学家 潘建伟和他的团队 得出的结论是: 量子纠缠的作用速度至少是光速的10000倍。 这一结论与 爱因斯坦的EPR佯谬 不符,也许相对论中的光速现象相矛盾,也就是说,量子纠缠的新发现,推翻了曾经发展量子力学的科学家所提出的理论。 如此说来,连研究和发展量子力学的物理学家,都好像无法完全理解它,费恩曼所说的: “没人能懂量子力学。” 也就能够理解了。 量子纠缠现象,如今在 量子通讯行业 有了应用,人们利用这种现象, 对通讯内容进行“加密” ,而且安全性极高,毕竟微观粒子的不确定性,使得 生成的密码的随机性极大 ,很难破解。就算被破解了,也能跟踪找到破解者的位置。 理查德·费恩曼 被称为爱因斯坦之后,最睿智的物理学家。 1965年因构建了量子电动力学的新理论 ,将 诺贝尔奖 收入囊中。 虽然他曾说,没人懂得量子力学,但显然,他已经是 世上最懂量子力学的科学家之一 。 同时理查德 费恩曼也是首次提出 纳米概念 的科学家,为纳米技术的发展影响重大。 值得一提的是,他还是查明当年挑战者号失事原因的人。1986年1月28日, 挑战者号航天飞机搭载着7名航天员 ,在佛罗里达州发射升空,仅仅在73秒之后便发生了解体,7名宇航员全部遇难。 此次航天事故影响严重,美国航空局和政府决定彻查原因,给家属和人们一个交代,同时避免类似事故的发生。费恩曼便是参与事故调查的一员,正是他做 了O型环演示实验 ,用一杯冰水和一只橡皮环,向公众演示了挑战者号解体的真正原因,就是飞机上的橡胶圈, 在低温环境下失去了弹性 。 密封圈失效 ,使得燃料舱的火焰泄露出来,烧坏了航天飞机的内部结构,从而导致了解体。

描写亿万光年远处的恒星正在超光速远离我们的诗句?

恒星的一生,会以不同的方式终结自己,但却是自己挖自己的墓,恒星始于引力,终于引力太阳是恒星之一,是它给了我们永恒的光辉和生命。天下无难事,只怕有心人。天下天易事,只怕粗心人。

宇宙年龄仅138亿年,但直径却有24万亿光年,为什么超光速?

根据现代宇宙学,宇宙的时间和空间都是创生于138亿年前的奇点。138亿年过去了,宇宙的直径膨胀为930亿光年,膨胀速度为光速的3.37倍,这与相对论所说的光速最快不矛盾吗?宇宙的半径不应该是“宇宙年龄×光速=138亿光年”吗?事实上,无论是宇宙大爆炸理论,还是相对论,都是科学界广为接受的理论,这两者并不存在冲突。而且宇宙的直径并非930亿光年,也不是138亿光年,而是至少达到24万亿光年。930亿光年只是可观测宇宙的大小,地球位于这个范围的中心。地心说早就被推翻,地球并不是整个宇宙的中心,因此,以地球为中心的可观测宇宙不会是整个宇宙的大小。我们在地球上只能观测到半径为465亿光年的宇宙范围,此即为可观测宇宙。整个宇宙要比可观测宇宙大得多,还有很大一部分宇宙是我们目前所无法观测到的。那么,为什么会有可观测宇宙的概念?为什么可观测宇宙和整个宇宙会那么大?宇宙膨胀的本质首先,需要明白宇宙膨胀是怎么回事。在138亿年前,创造宇宙的奇点并不是身处无尽空间中,然后在虚无的空间中不断膨胀。事实上,奇点不在空间中,而是奇点创造出了空间,宇宙诞生前并没有空间。宇宙不是膨胀到空间中,其实是宇宙本身在不断创造出空间,空间是无中生有的。随着时间的推移,空间自身结构不断扩张,空间中的物质就会被互相分开。这就好比在一个气球表面上有很多蚂蚁,当气球膨胀时,即便蚂蚁不在气球上走动,它们之间也会被互相分开。最初距离越远的蚂蚁,它们互相远离的速度越快,甚至可以超光速。如果空间中的物体相距足够远,它们之间的空间快速扩张,可以使它们互相远离的速度超过光速。然而,物体本身相对于背景空间的运动速度并不会超光速,相对论所说的光速最快指的是这种局域速度。空间膨胀速度可以任意快,与相对论中的局域速度概念是两码事。可观测宇宙宇宙一开始没有自由运动的光子,因为早期宇宙密度极高,光子与带电粒子互相耦合。直到宇宙形成大约38万年后,宇宙的直径膨胀到1亿光年,物质密度变得足够低,光子才能在宇宙中自由传播。这些光子至今还在整个宇宙中传播,我们在地球上可以接收到它们。只是因为经过漫长的空间膨胀,当年的光子已经衰减为微波——宇宙微波背景辐射。只要能够精确测量出宇宙中最古老光子的时间,也就能知道宇宙的确切年龄。无论我们沿着何方望向宇宙的尽头,最终只能看到宇宙微波背景辐射。随着空间膨胀,当年那些辐射出这些光子的物质已经退行到距离地球465亿光年的地方,这就是可观测宇宙的尽头。不可观测宇宙在宇宙变得透光之时,那些发出第一批光子的物质距离地球诞生前所在位置约为4200万光年,而当时整个宇宙的直径可达1亿光年。由于光速有限,时间有限,宇宙中还有很大一部分的光子还没来得及到达地球,这些地方就成了不可观测宇宙。随着时间的推移,不可观测宇宙中的一些光子将有足够的时间来到地球上,所以我们的可观测宇宙大小还会变得越来越大。据估计,未来的可观测宇宙直径最大将会扩大为1230亿光年。然而,天文学家在上个世纪末发现,宇宙膨胀速度正在加快,这意味着宇宙中会有越来越多的地方最终会以超光速远离我们,那里发出的光无论过多长时间都不会到达地球,所以可观测宇宙的大小最终会变得越来越小。经过漫长的时间之后,但本星系群的星系合并成一个星系时,我们将再也无法观测到河外星系。目前,整个宇宙的大小估计为24万亿光年,这是空间经过138亿年膨胀的结果,宇宙整体的膨胀速度可达光速的870倍。不过,这个膨胀速度其实要远远慢于宇宙最初时刻的空间暴胀速度。宇宙的未来宇宙在诞生仅10^-35秒时经历了一次空间暴胀,宇宙大小呈指数式地扩张。如果宇宙的大小在暴胀之前犹如一个乒乓球,那么,在经过10^-33秒的空间暴胀之后,宇宙的半径将会扩大为2.1亿光年。从目前的情况来看,宇宙被暗能量所主宰,其占比可达宇宙质能总量的68%。这种空间的固有能量会起到排斥引力的作用,它们正在推动空间加速膨胀。在暗能量的驱使下,整个宇宙还会快速扩张。如果宇宙没有足够的引力来对抗暗能量,整个宇宙将会无限膨胀下去。

最近人们发现了超光速物质,请问在相对论中,超光速物质可能发生的物理现象会什么样的?

超光速时间矢量依然前行,因为光速的限制使我们观测延时,也就是先观测到了结果后观测到了起因,。相当与看到了过去,却又无法改变。相对论只说明目前已知的常规物质,显然超不了光速,也就不会被推翻,只是被拓展,如果相对论能深入到并解释超光速,那么质量是虚值,表现为反重力,(物质加速的光速需要无穷的能量,只能为负),光是第四维度中的振动(时间维不算)。任何物体接近光速下,空间压缩成一层非常非常薄的薄膜。它是2维的,相对论不允许光静止,那么这层膜会“前后”起伏,“后”如果落在3维空间里,那么“前”则打开了第四维空间,麦克斯韦方程在高维中很简单,宇宙边缘还在不可解释的加速膨胀,而玄理论则需要了10个空间维度,其实这些都暗示了超光速的存在,超光速则必在高维空间中,它打开了另外7个维度(不包括时间维),中微子已表明存在质量,它会超光速,那是扯淡。要逃离黑洞必须超光速,也就是在大型黑洞周围(霍金证明微黑洞会蒸发,最终以辐射告终),即便没用任何星尘,它也会通过辐射负质量的超光速粒子,而继续得以成长壮大(宇宙毕竟到处还有近3K的温度得已提供能量),宇宙在始发之初曾有过一段时间暴涨,这种暴涨是超光速的,正由于这种超光速提供了这个宇宙质量,(能量守恒定律,超光速是负质量,并提供斥力而不是到处存在的重力)还有一点,自从发明机器之后就知道了熵这个概念,也就是能量会变的越来越无效,在常规物理世界中熵只会增加(空调它的局部熵减小只是在更大的系统中熵必定总体增加)超光速的另一个特性是熵减小.。总结:相对论如能继续适用到超光速,它的物理特性是拥有负质量,提供反重力(斥力),熵减小。它的影响是深远的,改变了宇宙的归宿,(宇宙3种归宿,一种永远膨胀,直至能量消耗成无用的粒子而死寂,一种就是回归收缩;还有一种是真空衰变,宇宙真空其实并非真真空,它的量子起伏也暗示了现在的真空其实是一种伪真空,它向更低的能态衰变也就是这个宇宙的终结),超光速将造就一个“稳恒态宇宙”。最终稳恒态与大爆炸完美结合。如同光的波粒二相性。以上纯属个人理解。