為啥不能超光速?愛因斯坦:超光速會導致時間倒流,因果律崩潰

19世紀末到20世紀初,物理學迎來了一輪新的變革,以牛頓為代表的 古典物理,開始逐漸讓位于以愛因斯坦為代表的 現代物理

而現代物理學最先確認的一條規律就是: 真空光速不變且不可被超越,也就是說每秒30萬公里就是宇宙中資訊傳遞速度的上限,不論未來以何種介質去傳遞資訊,都無法超過每秒30萬公里這一極限速度。

但為什麼不能超光速呢?

在很多人的設想中,如果兩束手電筒發出的光相向而行,那麼這兩束光的相對速度就是兩倍光速,同理,如果一個人拿著手電筒往前跑,或者開車的時候開大燈,那麼手電筒和大燈發出的光的速度,也應該屬于超光速。

以上這種將兩個速度簡單相加得出的相對速度,在物理學上被稱為伽利略變換,但這一變換只適用于低光速條件下,一旦兩個物體的運動速度達到了近光速水準,那麼就得用到洛倫茲變換,而在洛倫茲變換中,兩束光的相對速度並不是每秒60萬公里,而是每秒30萬公里,換言之就是說, 一旦物體的運動速度涉及到光速,那麼它的相對速度最高也只能達到光速,而絕不可能出現超光速。

之前在解釋為啥不能超光速的時候,科學界總喜歡用狹義相對論中的質增效應,通俗來說就是向光速逼近的過程中物體的質量會變成無限大,而宇宙中沒有無限大的能量,所以物體的速度無法超光速。

但隱藏在 「光速無法被超越」背後的,其實還有一個被很多人忽視或者說不重視的原因,那就是因果律。

坦白來說,因果律並不能稱之為嚴格的物理學定律,因為它太基本了, 就跟1+1=2一樣基本,所有就像很少有人去思考1+1為什麼等于2一樣,因果律也很少被從嚴格的科學角度去審視,更想不出它和光速有什麼關係。

但事實上,正是光速導致了因果律的出現

因為所有事件的誕生與發展,以及最後的衰亡,在物理學上都能被看作是一個個時空點,比如任何一個人都出生在由時間上某一刻和空間是某一點組成的時空座標上,而任何一個人的死亡也發生在某一個時空座標上。

這兩個座標最明顯的不同,就是發生時間的不同,換言之就是說, 「死亡」這一事件的時間座標,肯定位于 「出生」這一事件的時間座標之後,即最後一個事件的發生時間一定比第一個事件發生的時間更晚,最後一個事件發生的時間座標,減去第一個事件發生的時間座標後,結果必需大于0。

一切關係到因果律的事物,都必須遵循以上的規則, 所以一個人必須先出生才能死亡,一棵樹必須先播種才能長成,而最後一個事件的時間座標,減去第一個事件的時間座標後,得出的就是一個人的壽命,和一棵樹的壽命。

而如果超光速存在,那麼一個人以超光速運動時, 時間座標就會往後退而不是往前走,這一過程將導致最後時間座標的相減出現負數,具體表現就是如果一個人五點下班,那麼當他以超光速回到家後, 時間座標就會從五點後退成三點,而不是正常情況下的從五點前進至五點半。

更極端一點的話,如果一個人超光速回到過去阻止了自己父母的相識相戀和結婚,那麼這個人本身的因果律就會被打破,因為有他父母的存在才有了他,而如果他父母從來就不認識,他自然也就無從出現了,進而他超光速回到過去阻止父母結婚這一事件,也就不會發生了。

由以上兩個例子不難看出

受超光速影響最大的其實是時間的連續性, 因果律只是時間連續性的具體表現之一罷了,如果一個人超光速回到過去,又改變了過去某一事件的發生,那麼時間的連續性就會被打破,因果律也隨之被打破。

總體而言

速度和時間是深度綁定的關係,愛因斯坦的相對論中也只允許了面向未來的時間旅行,而杜絕了面向過去的時間旅行。


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