超光速一直都是大家討論的熱門(mén)問(wèn)題，而這個(gè)話題中包含的內(nèi)容也非常豐富，當(dāng)然以本文的篇幅無(wú)法一一涉及，我們就來(lái)討論幾個(gè)關(guān)鍵話題！

一、光速會(huì)改變嗎？

其實(shí)這并不是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樵?887年邁克爾遜和莫雷在美國(guó)克利夫蘭用邁克爾遜干涉儀測(cè)量了兩束垂直的光的速度差，本意是驗(yàn)證絕對(duì)參考系以太存在，結(jié)果卻意外的驗(yàn)證了在不同的慣性系中以及在不同方向上速度都是相同的！否定了絕對(duì)參考系，從而為近代物理打開(kāi)了一扇新的大門(mén)！當(dāng)然愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論的重要背景就是邁克爾遜-莫雷的光速不變實(shí)驗(yàn)！

當(dāng)然這并不能證明光速是否可以超越，莫雷實(shí)驗(yàn)只是驗(yàn)證了光速是恒定的而已！

二、光速可以被超越嗎？

愛(ài)因斯坦在1905年發(fā)表的《論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)》論文中提出了狹義相對(duì)論，提出了一下兩個(gè)重要基本原理：

真空光速不變?cè)恚簾o(wú)論觀測(cè)者或者光源如何運(yùn)動(dòng)，真空中光速是不會(huì)改變的。

狹義相對(duì)性原理：在所有慣性系中，物理定律有相同的表達(dá)形式。

狹義相對(duì)論中認(rèn)為沒(méi)有什么物質(zhì)的速度可以超過(guò)光速，當(dāng)然現(xiàn)在看來(lái)并不準(zhǔn)確，因?yàn)闆](méi)有考慮到空間的因素，即空間膨脹并沒(méi)有受到光速的限制！而這個(gè)問(wèn)題在廣義相對(duì)論中已經(jīng)被修正！

三、狹義相對(duì)論是如何驗(yàn)證的？

狹義相對(duì)論中主要描述哪幾個(gè)與光速有關(guān)的理論？

1、質(zhì)能方程

2、質(zhì)增效應(yīng)

3、鐘慢效應(yīng)

4、尺縮效應(yīng)

關(guān)于質(zhì)能方程的推導(dǎo)則是后面幾個(gè)理論的靈魂，有興趣的可以了解一下：

如果您有興趣不妨依照上圖推導(dǎo)一番，以便鞏固下質(zhì)能方程！
關(guān)于后面幾個(gè)則更有趣的，因?yàn)樵趷?ài)因斯坦提出當(dāng)時(shí)并沒(méi)有實(shí)際可以驗(yàn)證的方式，但事實(shí)上后期的逐漸驗(yàn)證只是證明愛(ài)因斯坦確實(shí)一個(gè)當(dāng)之無(wú)愧的大神！那么是哪些方式驗(yàn)證了大神的三個(gè)理論呢？

1、質(zhì)增效應(yīng)

從理論上來(lái)看這個(gè)是最難獲得驗(yàn)證的，因?yàn)榧词挂袁F(xiàn)代飛船的速度產(chǎn)生的質(zhì)增效應(yīng)仍然是無(wú)法測(cè)量的，但事實(shí)上這個(gè)在加速器獲得應(yīng)用后就已經(jīng)迎刃而解了，因?yàn)槲⒂^粒子撞擊釋放的能量差異即可展現(xiàn)兩者的靜止質(zhì)量與動(dòng)質(zhì)量的區(qū)別！從現(xiàn)在看來(lái)這點(diǎn)來(lái)看似乎并沒(méi)有什么疑問(wèn)！

2、鐘慢效應(yīng)（時(shí)間膨脹）

能為之證明的依然是高能物理，我們用加速器制造μ介子壽命極短，很快就會(huì)衰變！但μ介子可以被宇宙射線撞擊空氣原子產(chǎn)生，按μ介子的壽命來(lái)說(shuō)它不可能到達(dá)地表，但這并不是事實(shí)！因?yàn)樵诘乇砜梢詸z測(cè)到大量的μ介子，難道是不同種類的μ介子，其實(shí)完全是同一種，只是因?yàn)橛钪嫔渚€能量極高，撞擊產(chǎn)生的μ介子速度達(dá)到了99%，而此時(shí)時(shí)間膨脹效果讓?duì)探樽拥靡缘竭_(dá)地表！當(dāng)然它在我們看來(lái)壽命并沒(méi)有改變，只是在它的世界內(nèi)，事件流逝的相對(duì)慢了一些！

而上圖的實(shí)驗(yàn)則是實(shí)打?qū)嵉呐?，?dāng)然也只有銫原子鐘能夠驗(yàn)證，因?yàn)樗拿恳幻氲亩际怯射C-133原子超精細(xì)躍遷頻率所決定，而這個(gè)頻率為：銫-133原子基態(tài)的超精細(xì)能級(jí)之間的躍迀所對(duì)應(yīng)的輻射9192631770個(gè)周期所持續(xù)的時(shí)間為一秒的時(shí)間，因?yàn)樗銐蚓?xì)，所以才能分辨如此細(xì)微的差異！

1秒(s)=1000000000納秒(ns)

差異幾十個(gè)納秒或者幾百個(gè)納秒，對(duì)于日常來(lái)說(shuō)，直接忽略！但對(duì)于GPS導(dǎo)航卻是另一回事，因?yàn)楦咚龠\(yùn)動(dòng)的中的衛(wèi)星速度也是很可觀的，盡管差異很小，但對(duì)于定位來(lái)說(shuō)誤差將會(huì)急劇增加，直至累積誤差而連基本的定位需求都無(wú)法保證，因此必須修正！

3、尺縮效應(yīng)

也可以這樣簡(jiǎn)單的理解，尺縮效應(yīng)只是一個(gè)時(shí)間膨脹效應(yīng)的另一個(gè)展現(xiàn)效果，實(shí)際上高速飛行的物體在觀測(cè)者來(lái)看跨越的時(shí)間和距離都沒(méi)有縮短，但事實(shí)上卻因?yàn)闀r(shí)間的膨脹而感覺(jué)縮短了！

四、如何超光速？

其實(shí)超光速應(yīng)該是比較早被驗(yàn)證的，因?yàn)楦鶕?jù)哈勃將近十年的的觀測(cè)，在1929年發(fā)表了公式將宇宙膨脹變成了可操作的計(jì)算，盡管哈勃當(dāng)初的觀測(cè)有很大的誤差，哈勃常數(shù)接近550千米/S/MPC，但宇宙在膨脹這一點(diǎn)是毋庸置疑的，那么它總會(huì)在某個(gè)位置的膨脹超過(guò)光速！而根據(jù)現(xiàn)代67.8KM/S/MPC的膨脹速度，那么宇宙將在：

百萬(wàn)秒差距×光速/67.8=1442187.435萬(wàn)光年

即144.22億光年外超過(guò)光速

因?yàn)榇嬖谫|(zhì)增效應(yīng)，因此只有無(wú)靜止質(zhì)量的光子達(dá)到光速，也許很多朋友會(huì)玩文字游戲，比如只規(guī)定了無(wú)法達(dá)到光速，卻沒(méi)有說(shuō)不能超過(guò)光速？好吧，誰(shuí)說(shuō)這句話的，以后吃飯只允許吃最后一口！

不要試圖在質(zhì)量交換（作用與反作用的火箭）的方式達(dá)到或者超過(guò)光速，科幻小說(shuō)中早就透徹理解了廣義相對(duì)論而創(chuàng)造出了曲速引擎的概念，這種以壓縮與膨脹空間達(dá)到超光速的目的并不違反光速不可超越，因此各位千萬(wàn)不要認(rèn)為科幻小說(shuō)都是扯談哦，硬科幻也是講究科學(xué)原理的！