有4种宇宙现象的传播速度比光速还快，神秘的光爆现象是其中之一

当阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)第一次预测到光在我们的宇宙中到处传播时，他实际上是在速度上限速:299792公里/秒——足够快，每秒钟绕地球八圈。但这并不是故事的全部。事实上，这仅仅是个开始。

在爱因斯坦之前，构成你我的原子以及我们所看到的一切和能量被视为独立的实体。但是在1905年，爱因斯坦永远改变了物理学家看待宇宙的方式。爱因斯坦的狭义相对论把质量和能量永远地联系在一起，在简单的基本方程E = mc2中。

这个小方程式预测，任何物体都不能像光速一样快，或者更快。人类有史以来最接近光速的是强大的粒子加速器，比如大型强子对撞机和粒子加速器。

这些巨大的机器加速亚原子粒子的速度超过光速的99.99%，但是正如诺贝尔物理学奖获得者大卫·格罗斯解释的那样，这些粒子永远不会达到宇宙速度的极限。

这样做需要无限的能量，在这个过程中，物体的质量会变成无穷大，这是不可能的。(光的粒子，称为光子，以光速传播是因为它们没有质量。)

自爱因斯坦以来，物理学家们发现某些实体可以达到超光速(即“超光速”)的速度，并且仍然遵循狭义相对论所规定的宇宙规则。虽然这些并不能证明爱因斯坦的理论，但却让我们洞察到光和量子领域的奇特行为。

光爆---光传播中也存在类似于音爆的现象

当物体的传播速度超过声速时，它们就会产生音爆。所以，理论上说，如果物体的速度比光速快，它就会产生像“光速”这样的东西。

事实上，这种光的每天都在世界各地的设施中发生——你可以亲眼看到。它被称为切伦科夫辐射，它在核反应堆内部显示为蓝色辉光。

切伦科夫辐射是以苏联科学家帕维尔·阿列克谢耶维奇·切伦科夫的名字命名的，他于1934年首次测量，并于1958年因其发现获得诺贝尔物理学奖。

切伦科夫辐射发光，因为先进的测试反应堆的核心被淹没在水里以保持凉爽。在水里，光以75%的速度在外层空间的真空中传播，但是在核心内部的反应所产生的电子比光的速度快。

像这些电子在水或其他介质超过了光速，就会产生了一个类似于声波爆炸的冲击波。

例如，当一枚火箭在空中飞行时，它产生的压力波会以声音的速度从它的前方移动，而火箭越接近那个声音屏障，声波就越不需要离开物体。一旦它达到了声音的速度，波就会形成一个冲击波，形成一个响亮的音爆。

同样的，当电子在水中以高于光速的速度在水中传播时，它们会产生一波光波，有时会像蓝光一样发光，也能在紫外线中发光。

虽然这些粒子的速度比光在水中的速度要快，但它们实际上并没有打破每秒299792公里的宇宙速度限制。

存在的某些特殊情况

请记住，爱因斯坦的狭义相对论指出，任何物体都不能超过光速，而物理学家们也如是说，宇宙遵循这一规律。但是如果没有质量呢?

光子，由于它们的性质，不能超过光速，但是光的粒子并不是宇宙中唯一的无质量实体。空空间不包含物质实体，因此，根据定义，它没有质量。

“因为没有任何东西是真空的，所以它的膨胀速度比光速还要快，因为没有物质物体打破了光的阻隔，”理论天体物理学家加来道雄在《大思考》上说。

“因此，空的空间肯定比光膨胀得快。”这正是物理学家们所认为的在“大爆炸”时期发生的一件事。当时的“膨胀”是由物理学家艾伦·古斯和安德烈·林德在20世纪80年代首次提出的。

在一万亿分之一秒的时间里，宇宙扩大了一倍，结果，宇宙的外边缘膨胀得非常快，远远快于光速。

量子纠缠要快于光速

“如果我把两个电子紧紧地放在一起，根据量子理论，它们可以一致地振动，”加来道雄在《大思考》中解释道。

现在，把这两个电子分开，这样它们就会有几百甚至几千光年的距离，它们将保持这个即时通讯桥的开放。

“如果我晃动一个电子，另一个电子就会立刻感觉到这个振动，比光速还快。”“爱因斯坦认为这证明了量子理论，因为没有什么能比光的速度更快，”加来道雄写道。

事实上，在1935年，爱因斯坦、鲍里斯·波多斯基和内森·罗森试图用一个思想实验来推翻量子理论，爱因斯坦称之为“远距离的幽灵行动”。

讽刺的是，他们的论文奠定了今天被称为EPR (Einstein-Podolsky-Rosen)悖论的基础，这一悖论描述了量子纠缠的瞬时传播——这是世界上一些最尖端技术的组成部分，比如量子密码。

梦想中的虫洞

因为没有任何东西能比光速传播得更快，你可以和星际旅行吻别——至少，在古典意义上的火箭和飞行。

尽管爱因斯坦在他的狭义相对论的理论下，对我们的太空旅行的愿望进行了探索，但他在1915年提出了一个关于星际旅行的新希望。

狭义相对论把质量和能量结合在一起，广义相对论将空间和时间结合在一起。

“打破光障的唯一可行方法可能是通过广义相对论和时空扭曲，”加来道雄写道。

这种扭曲就是我们口头上所说的虫洞，理论上它可以让某些东西瞬间穿越巨大的距离，从而使我们能够在很短的时间内通过长距离的移动来打破宇宙的速度极限。

1988年，理论物理学家基普·索恩是最近电影《星际穿越》的科学顾问和执行制片人，他利用爱因斯坦的广义相对论来预测虫洞的可能性，这将永远为太空旅行打开空间。

但是为了能够穿越，这些虫洞需要一些奇怪的，奇异的物质来支撑它们。

索恩在他的《星际科学》一书中写道:“多亏了量子物理定律，奇异物质才能存在，这是一个惊人的事实。”

这个奇异的物质甚至在地球上的实验室里制造出来，但数量很少。

当索恩在1988年提出他的稳定虫洞理论时，他呼吁物理学界帮助他确定宇宙中是否存在足够多的奇异物质来支持虫洞的可能性。

这引发了很多物理学家的研究;但如今，近30年过去了，答案仍然是未知的。索恩写道。

他总结道:“目前来看，情况并不乐观，但我们离最终答案还差得很远。”