为什么宇宙中光速最快 为什么光速是宇宙速度上限

浩瀚的宇宙存在着很多的规则限制,其中有一条是我们不愿意看到的,那就是光速限制 。在过去的时候,人们认为,速度是可以无限提升的,可是当爱因斯坦提出相对论之后,速度就有了限制,并不能无限提升,这个限制就是光速极限 。
任何物体在宇宙中航行,它的速度极限就是光速,不可能超越光速飞行,为什么宇宙会存在光速限制?我们通过三个方向来进行一些分析 。

为什么宇宙中光速最快 为什么光速是宇宙速度上限


光速极限论并不是没有根据的一种猜测,而是通过大量的实验和理论证据得出的一个结论,要说将物质加速最厉害的应该是粒子对撞机,大型的粒子对撞机可以将各种粒子加速到一个极高的程度,例如:质子的速度可以达到299,792,455米每秒,这个速度是光速的0.9999999896倍 。
电子的质量比质子更轻,通过粒子对撞机可以加速到299,792,457.9964米每秒,仅仅比光速慢了3.6毫米每秒 。即使如此,电子的速度也没有达到光速,更不要说超越光速了,通过这些对撞实验可以看出,物质即使想要达到光速都不可能 。

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另一个方面,宇宙的能量存在一个“GZK极限值”,粒子所携带的能量极限是5×10^19eV,一旦超过阈值,宇宙规则就会出手干预 。之所以有能量阈值的限制,主要是跟微波背景辐射有关 。
微波背景辐射相信很多朋友都知道,它是宇宙诞生之初的能量,微波背景辐射留下了大量的光子,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 。只要有微波背景辐射光子的存在,任何粒子的速度就无法超越光速,那么微波背景辐射会消失吗?答案是不会,它诞生于宇宙之初,只要宇宙还存在,它就不会消失,只不过会随着宇宙的膨胀,光子的波长会被拉长 。
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最后一个方面就是著名的爱因斯坦相对论,根据相对论,物体的速度越快,质量就会越大,当物体的速度无限接近光速的时候,质量就会无限大,需要的加速能量也就会无穷多,而在现实中,无穷的能量是无法获取的 。
而在浩瀚的宇宙中,或许只有光子才没有质量,这也就是为什么直到目前为止,我们只发现光子能够达到光速,而其他的粒子都有质量的存在,速度只能无限接近光速的原因 。
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通过这些了解,我们也明白了宇宙的确存在光速限制这样的规则,那为什么会有这样的规则存在?难道光速没有限制不好吗?或许在很多人看来,没有光速限制,我们的探测器就可以无限加速,就可以轻松走出太阳系,探索银河系甚至是更加遥远的星系 。
那么这种无限制速度的探索真的好吗?或许未必,要知道,浩瀚的宇宙不可能只有人类这一个智慧文明,在未知的角落里,必然还存在着很多跟人类一样的智慧种族 。
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虽然直到现在,我们还没有发现任何的外星文明,但是只要是对宇宙有所了解的朋友,都会认为,宇宙中存在外星文明 。科学家也相信外星文明是存在的,只不过无法搞清楚,宇宙中到底有多少的智慧文明 。
人类目前的可观测宇宙范围达930亿光年,而在这个范围内,存在类似于银河系这样的大星系数量可能达到数万亿个,而每一个银河系又存在着数千亿个恒星系,每一个恒星系都有数量不等的类地行星存在 。

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