超光速后會發(fā)生什么？研究表明：時間靜止，從一維擴(kuò)展到三維

光速被認(rèn)為是宇宙的極限速度，任何有質(zhì)量的物體都無法達(dá)到光速。

但宇宙實(shí)在是太大了，即便我們突破了現(xiàn)有理論達(dá)到了光速，要去往距離我們最近的仙女座大星系，仍然需要兩百多萬年的時間。

所以我們唯一的辦法就是提升速度，乃至超越光速。

雖然超光速聽起來像癡人說夢，但它本身卻是合乎邏輯且有可能發(fā)生的，那么當(dāng)超光速發(fā)生時，會出現(xiàn)什么樣有趣的場景？

近日來自華沙大學(xué)和牛津大學(xué)的一些理論物理學(xué)家表示，我們在超光速運(yùn)動時可能會發(fā)現(xiàn)，原本只有一個維度時間在此刻多了兩個維度，而原本三維的空間居然只剩下了一個維度，它聽起來是如此的匪夷所思，卻又實(shí)實(shí)在在的可以用現(xiàn)有理論解釋。

過去人們一度認(rèn)為光速是無限的

因?yàn)樵谌祟惖囊暯抢�，無論距離多遠(yuǎn)，光總是在瞬間就能到達(dá)，直到1676年，丹麥天文學(xué)家奧勞斯.羅默利用木衛(wèi)一的星蝕現(xiàn)象定量的估計(jì)出了光速，隨著之后科技發(fā)展，測量方式不斷被改進(jìn)，光速的具體數(shù)值也在不斷變得精準(zhǔn)，直至今天教科書上的299792458m/s，四舍五入即每秒30萬公里的速度。

光速是非常快，但宇宙這么大，神奇的現(xiàn)象數(shù)不勝數(shù)，憑什么說光速就一定是宇宙速度的上限？

這還要從光速不變原理說起，那時麥克斯韋發(fā)現(xiàn)了一個有點(diǎn)特別的光速公式，在這個公式中，右側(cè)里的兩個參數(shù)都是恒定的常數(shù)，這意味著左邊的光速也是恒定的，和光速的光源方向和光源大小沒有任何關(guān)系，光速任何參照系中都不會發(fā)生改變。

愛因斯坦也認(rèn)同這個想法，并此為基準(zhǔn)創(chuàng)立了狹義相對論，從狹義相對論推導(dǎo)出的動能方式表明了一個情況：當(dāng)一個有靜質(zhì)量的物體被加速到光速時，所需的能量是無窮的，而無窮不允許在物理學(xué)中存在，因此超光速或達(dá)到光速都是不該也不可能發(fā)生的。

另一方面，愛因斯坦還發(fā)現(xiàn)要使光速在不同的參照系下保持不變，時間和空間就必然會發(fā)生變化，也因此打破了牛頓經(jīng)典力學(xué)下的絕對時空觀，過去人們認(rèn)為，三維的空間和一維的時間是互相獨(dú)立的。

但相對論表明，時空實(shí)際上是一個整體

不過需要注意的是，光速不可超越的基礎(chǔ)是光速恒定原理和伽利略的相對性原理。光速恒定原理上面我們已經(jīng)提到過了，相對性原理則可以簡單的解釋為物理學(xué)定律在一切慣性系中都適用且平等。

這一原理通常概括于低于光速運(yùn)動的觀察者身上，但它也并不排斥觀察者在物理系統(tǒng)中以超光速運(yùn)動的情況。

因此我們就有機(jī)會設(shè)想一下，當(dāng)觀察者在超光速運(yùn)動的參考系中運(yùn)動時會發(fā)生什么？

科學(xué)家驚訝的發(fā)現(xiàn)，原本和相對論對立的量子力學(xué)，在這時似乎有機(jī)會融合在一起了。

起初科學(xué)家設(shè)想了觀察者在只有一個時間維度和一個空間維度版的時空中可能會遇到的情況，后來又拓展到了觀察者在四維空間中的情景，研究人員認(rèn)為，當(dāng)觀察者處于超光速運(yùn)動時，原本擁有三個維度的空間將只剩下一個沿著粒子運(yùn)動方向展開的維度。

而四維時空中的其他三個維度，全都讓位給了時間，因?yàn)樵诔�光速旅行者的眼中，粒子將會在三個不同的時間維度上獨(dú)立演化，同時在處于常態(tài)化的我們眼中，粒子看起來就像在空間上的所有方向作同步運(yùn)動。

這樣的情景聽起來過于奇特，我們需要知道在超光速旅行者的眼中到底發(fā)生了什么。為了更便于理解，研究人員對狹義相對論做了些許擴(kuò)展，重新定義了速度和運(yùn)動的概念，不過總的來說也沒有過于激進(jìn)，因?yàn)楣馑俸愣ǖ募僭O(shè)也被保留了下來。

這時再結(jié)合量子力學(xué)的疊加態(tài)原理，我們就能理解為在超光速旅行者的眼中，世界不再只展示一種可能，而是把幾個可能發(fā)生的事件同時展現(xiàn)了出來，即粒子在同時沿著多條軌跡運(yùn)動，而不是單一確定的一條。

此時的粒子只有用“場”才能對實(shí)體世界進(jìn)行量化的描述，不再是我們認(rèn)知中的點(diǎn)狀。如果想再往下推導(dǎo)具體過程就變得困難了起來，因?yàn)檫@里幾乎已經(jīng)到了量子理論的底層假設(shè)，我們無法再對它更加深入的了解了。

新的研究成果表明，這種通過擴(kuò)展的狹義相對論推導(dǎo)出的量子論解釋力與量子場論的假設(shè)相符，且在由一維空間和三維時間組成的時空中也同樣適用，假如它是正確的，或許有機(jī)會觀察到對于我們而言超光速運(yùn)動的粒子。