宇宙中光速是最快的？科學(xué)家：在這幾個速度面前顯得很慢

根據(jù)科學(xué)家的研究我們能夠知道，宇宙中最快的飛行速度就是光速，光速大約是每秒30萬公里，光速一秒鐘能夠繞地球7圈半，地球和月球的平均距離大約是38萬公里，光從月球傳播到地球大約需要1.28秒，比人類感知的瞬間還要快，光從太陽傳播到地球需要大約8分20秒，人類目前最快的航天器，從地球前往太陽需要6個月的時間，根據(jù)愛因斯坦的理論，任何有質(zhì)量的物質(zhì)它的飛行速度都不可能達到光速，只能夠無限接近光速，對于人類來說，光速非常快，但是在浩瀚的宇宙中，還有比光速更快的飛行速度，光速和它們相比，顯得非常慢，下面我們就一起來看看這些超光速的運動有哪些。

第一個超光速現(xiàn)象——宇宙膨脹的速度

現(xiàn)代科學(xué)認為，我們的宇宙誕生于138億年前，當(dāng)時有一顆奇點發(fā)生了爆炸，奇點是一個質(zhì)量無限大、能量無限大、熱量無限大、密度無限大、體積無限小的點，這個點爆炸以后，我們的宇宙快速的向四周膨脹，經(jīng)過漫長的時間，宇宙才膨脹成我們現(xiàn)在所看到的樣子，根據(jù)哈勃定律，星系的退行速度和距離成正比，當(dāng)前哈勃常數(shù)約為67.8 km/s/Mpc，這意味著每增加326萬光年的距離，退行速度就增加67.8公里/秒。計算可得，當(dāng)兩個星系之間的距離超過約140億光年時，它們因空間膨脹而相互遠離的速度就會超過光速。目前可觀測宇宙的半徑大約是465億光年，這意味著這一邊界處的星系，其退行速度已經(jīng)達到了光速的3倍以上。

科學(xué)家認為，宇宙膨脹的速度之所以能夠有這么快，核心驅(qū)動力可能是暗能量，觀測表明，暗能量約占宇宙總能量密度的68%，它具有負壓強，導(dǎo)致宇宙膨脹自約50億年前開始加速。這一結(jié)論得到了Ia型超新星觀測、宇宙微波背景輻射（CMB）和大尺度結(jié)構(gòu)等多重證據(jù)的支持。主流的Λ-CDM模型將暗能量視為愛因斯坦引入的宇宙學(xué)常數(shù)（Λ），該模型與現(xiàn)有觀測數(shù)據(jù)高度吻合。更早時期，宇宙還經(jīng)歷過一次極端的“暴漲階段”——在大爆炸后約10?3?至10?32秒內(nèi)，宇宙空間在極短時間內(nèi)膨脹了至少102?倍，其膨脹速度遠超光速。暴漲理論成功解釋了宇宙的均勻性、平坦性和結(jié)構(gòu)起源等問題，是現(xiàn)代宇宙學(xué)的基石之一。

總體來說，宇宙膨脹的速度之所以能夠超越光速，是因為它是空間自身的擴張，而非物質(zhì)的運動，其速度隨著距離累積增加，在大約140億光年外即可超越光速，在可觀測宇宙邊緣已經(jīng)達到了數(shù)倍光速，這一現(xiàn)象由暗能量驅(qū)動，并且在早期宇宙的暴漲階段達到了極限。

第二個超光速現(xiàn)象——曲速引擎技術(shù)

曲速引擎的核心原理是讓飛船所在的空間本身發(fā)生扭曲，而非讓飛船在傳統(tǒng)空間中加速到光速以上，根據(jù)愛因斯坦的廣義相對論，空間和時間可被質(zhì)量和能量扭曲，曲速引擎通過在飛船周圍制造空間扭曲泡，讓飛船乘著空間的波浪前進，簡單來說，它會在飛船前往壓縮空間，同時在后方拉伸空間，就像是一塊地毯的前端拉向自己，后端向前推，站在地攤上的物體不用動，就能夠隨著地毯一起向前移動，從狹義相對論來看，有質(zhì)量的物體加速到光速需要無窮大的能量，所以傳統(tǒng)方式無法超越光速，但是曲速引擎并不違反這個原理，因為飛船本身始終處于曲速泡內(nèi)的平坦空間中，其相對于周圍的時空速度并未超越光速，沒有違反相對論。

根據(jù)物理學(xué)家米格爾·阿爾庫比雷1994年提出的“阿爾庫比雷度規(guī)”，曲速引擎的“曲速層級”與速度正相關(guān)。通常認為曲速1級為光速，曲速9.9級約為光速的3052倍，而更高層級的曲速，如科幻作品中的曲速10級，理論上可達到光速的20萬倍以上。若以20萬倍光速飛行，人類跨越直徑10萬光年的銀河系僅需0.5年，到達距離地球1300光年的開普勒 - 452b僅需4.6小時，不過，這些速度目前更多是基于理論模型和科幻設(shè)定，現(xiàn)實中曲速引擎技術(shù)面臨諸多挑戰(zhàn)。制造曲速泡需要大量“奇異物質(zhì)”，這種物質(zhì)具有“負質(zhì)量”，能產(chǎn)生排斥性引力以拉伸后方時空、壓縮前方時空。但早期計算顯示，制造一個足以容納航天器的曲速泡，需要消耗相當(dāng)于整個木星質(zhì)量的奇異物質(zhì)，這幾乎不可能實現(xiàn)。

第三個超光速現(xiàn)象——量子糾纏

量子糾纏是量子力學(xué)中一個非常奇特而核心的現(xiàn)象，當(dāng)兩個或者多個粒子在相互作用后，它們的物理特性會形成一種整體關(guān)聯(lián)，無法單獨描述每個粒子的狀態(tài)，只能夠描述整個系統(tǒng)的聯(lián)合狀態(tài)，這意味著即使將這些粒子分隔非常遙遠的距離，對其中一個粒子的測量會瞬間影響另一個粒子的狀態(tài)，仿佛它們之間存在一種超距聯(lián)系，這種現(xiàn)象最早由愛因斯坦、波多爾斯基和羅森在1935年的時候提出，愛因斯坦將其稱為是鬼魅般的超距作用，量子糾纏的速度到底有多快？這是很多人都關(guān)心的問題，從實驗觀測來看，量子糾纏的關(guān)聯(lián)效應(yīng)確實表現(xiàn)出極快的響應(yīng)速度，有研究顯示，有研究顯示，在兩個糾纏粒子分別被測量的時間間隔短于光信號在它們之間傳播所需時間的情況下。

關(guān)聯(lián)依然成立，這表明糾纏作用的速度至少比光速快上萬倍，甚至在現(xiàn)有理論中被視為瞬時發(fā)生。但這并不意味著信息以超光速傳遞。簡單來說就是，如果你將兩個配對好的粒子，其中一個粒子放在宇宙的最南邊，另一個粒子放在宇宙中的最北邊，那么只要我們影響其中一個粒子，那么另一個粒子也會受到影響，這個影響的速度是瞬間完成的，量子糾纏是一種超越經(jīng)典直覺的非定域關(guān)聯(lián)現(xiàn)象，其作用在實驗上表現(xiàn)出遠超光速的響應(yīng)特性，甚至接近“瞬時”，但它不傳遞信息，因此不違背相對論。它不是“速度”的勝利，而是量子世界整體性與關(guān)聯(lián)性的體現(xiàn)。

第四個超光速現(xiàn)象——蟲洞穿梭

蟲洞又稱愛因斯坦－羅森橋，是宇宙中連接兩個不同時空的狹窄隧道，蟲洞是在廣義相對論中容許存在的一種特殊結(jié)構(gòu)，它可以把時空中的兩個點直接連接起來，不管這兩點在空間距離上或時間間隔上相距多遠。簡單地說，“蟲洞”就是連接宇宙遙遠區(qū)域間的時空細管。利用蟲洞的特性，我們就有可能在較短的時間內(nèi)完成遠距離的空間旅行，或者進行時間旅行。蟲洞也有可能是連接黑洞和白洞的時空隧道，所以也叫灰道。1916年奧地利物理學(xué)家路德維希 · 弗拉姆在研究卡爾 · 史瓦西對愛因斯坦場方程的解時提出了“描述兩個不同的時空區(qū)域由一個時空管道連接”； 1935年愛因斯坦及納森·羅森利用廣義相對論進一步探索了弗拉姆的理論，他們一起提出了連接兩個不同時空點的橋梁的概念—愛因斯坦-羅森橋；1957年，物理學(xué)家惠勒首次采用“蟲洞”稱呼這一時空橋梁。

不少學(xué)者認為，黑洞可能是蟲洞的一部分，畢竟黑洞能夠不斷的吞噬物質(zhì)，這些被吞噬的物質(zhì)到底去了哪里？有一些科學(xué)家認為，被黑洞吞噬的物質(zhì)可能去了另一個時空，在黑洞的另一邊可能存在一個更加神秘的天體白洞，白洞是廣義相對論方程推導(dǎo)得出的一種理論天體，與黑洞的“吞噬一切”相反，它被定義為“只向外噴射物質(zhì)和能量，不吸收任何外部物質(zhì)”的特殊天體，目前尚未有確鑿的觀測證據(jù)證明其存在。白洞會持續(xù)向外噴射高能粒子、輻射和氣體流，這些物質(zhì)源自白洞內(nèi)部，而非外部吸入。與黑洞的“事件視界”（任何物質(zhì)進入后都無法逃逸）相對，白洞的“事件視界”是“單向屏障”——內(nèi)部物質(zhì)能穿出視界向外擴散，但外部物質(zhì)和輻射無論如何都無法進入視界內(nèi)部。

白洞具有極強的引力場，能像黑洞一樣扭曲周圍時空，但其引力作用僅體現(xiàn)為“束縛內(nèi)部物質(zhì)”，而非“捕獲外部物質(zhì)”。同時，物質(zhì)從白洞視界內(nèi)向外噴發(fā)時，會因引力勢能的劇烈轉(zhuǎn)化，釋放出遠超普通天體的能量，可能表現(xiàn)為宇宙中極端明亮的輻射源，從理論模型看，白洞可視為黑洞的“時間反演”——黑洞是物質(zhì)坍縮到奇點的最終狀態(tài)，而白洞則是物質(zhì)從奇點向外膨脹的初始狀態(tài)。有假說認為，黑洞坍縮到極致后可能通過“蟲洞”與白洞連接，形成“黑洞-蟲洞-白洞”的時空通道，黑洞吸入的物質(zhì)最終會通過白洞噴發(fā)出來，但這一猜想目前缺乏物理理論支撐。如果說蟲洞真的存在宇宙中，那么穿越蟲洞，就能夠快速到達另一個區(qū)域。

不過目前來說，蟲洞還處于理論當(dāng)中，而黑洞也不一定就是蟲洞的一部分，還有一些科學(xué)家認為，蟲洞可能是連接兩個不同宇宙的通道，在我們的宇宙之外還存在很多其它的平行宇宙，根據(jù)宇宙大爆炸后的“暴脹理論”，宇宙在極早期曾經(jīng)歷過超高速膨脹。該模型推測，暴脹過程可能并非均勻覆蓋整個時空，而是在不同區(qū)域形成一個個“暴脹泡泡”——每個泡泡就是一個獨立的宇宙，擁有自己的物理常數(shù)、粒子種類甚至?xí)r空維度，我們的宇宙只是其中一個“泡泡”，周圍還存在無數(shù)其他“泡泡宇宙”。但由于不同平行宇宙之間可能不存在物質(zhì)或能量交換，人類目前無法通過觀測直接驗證其存在，相關(guān)研究仍停留在理論推導(dǎo)和數(shù)學(xué)模型層面。