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据物理学家组织网报道，最近有科学家提出，世界上最强大的粒子加速器——大型强子对撞机能够用来验证超光速推进。超光速推进出现在科幻小说之中，是实现星际航行所必需的。超光速推进或许是未来太空飞船的推进方式，能够使其以接近光速的速度飞行。 超光速推进系统(hyperdrive propulsion)的想法缘起于德国著名数学家大卫-希尔伯特在上世纪20年代的研究成果。当时希尔伯特研究了一个静止物体同相对论性粒子之间的相互作用。他推算出如果粒子以超过1/2光速的速度运动，远处的观察人员会感觉粒子是被静止物体所推动的。 尽管超光速推进的想法提出已经将近百年，但是最近美国科学家富兰克林-菲尔波重又提起希尔伯特的想法，并推翻了其结论。富兰克林认为推力是相互的，相对论性粒子同样也会推动静止物体。菲尔波认为这种超光速推进能够用来推动一个静止物体获得接近光速的速度。 菲尔波将其设想比作两个不同质量物体之间的弹性碰撞。如果较重物体同较轻的静止物体相撞，较轻物体会以较重物体速度的大约两倍弹出。在超光速推进系统中，相对论性粒子能够推动静止物体以比粒子更快的速度运动。 菲尔波还认为他的设想可以通过大型强子对撞机来检验。因为作为世界上最大的粒子加速器，它能够给粒子充分加速，产生足够的推动力。菲尔波希望在大型强子对撞机内放置实验物，测量加速粒子流从物体旁通过时产生的微小力量。该试验物不会和粒子束相互影响，因而也就不会影响大型强子对撞机的正常运转。 欧洲大型强子对撞机是目前世界上最大、能量最强的粒子加速器，它位于日内瓦附近瑞士和法国交界地区地下100米、总长约27公里的环形隧道内。对撞机前后花了12年时间建造，其建造费用高达37.6亿欧元。大型强子对撞机能够将两束质子加速到空前的能量状态而后发生相撞，以验证科学家有关粒子的种种推测。功率达到最大时，数万亿个质子将在大型强子对撞机周围的加速器环内以每秒1.1245万次的频率急速穿行，它们的速度是光速的99.9999991%。 如果大型强子对撞机无法用来检验超光速推进的话，菲尔波建议使用位于美国伊利诺伊州的费米国家实验室的正反质子对撞机来进行检验。在大型强子对撞机(LHC)建成之前，世界上最大的粒子对撞实验室是美国的费米国家实验室，曾经因其第一次直接观测到T中微子而震惊物理学界。费米实验室1983年建成，耗资1.2亿美元，可以实现粒子在约1.98TEV能量下进行碰撞。而LHC远远超过了它，可以使粒子在约7TEV的能量下碰撞。因此，在费米国家实验室产生的推动力也远小于在大型强子对撞机产生的推动力。作者：唐宁 来源：新浪科技 发布时间：2009-10-13 14:27:29
http://www.wokeji.com/shouye/gn/201406/W020140628406422531729.jpg 超新星SN 1987A爆发后产生的余辉。 科技日报讯 （记者王小龙）针对光速的挑战总是源源不断。美国马里兰大学物理学家詹姆斯·弗兰森，日前在物理学权威期刊《新物理学》上发表的一篇文章，在物理学界引起了轩然大波。他声称，光速在真空中传播的速度或许比人们以往认为的要慢一些，并找到了支持这一理论的证据。如果得到证实，目前的物理学将被彻底颠覆，许多著名理论将被改写。 广义相对论认为，光在真空中以每秒299792458米的速度传播。作为物理学中的一个重要常数，它恒定不变。在天体物理学中，用来代表光速常量的小写字母c无处不在，几乎所有的计算和测量都与此相关，重要性不言而喻。 弗兰森的论点基于对超新星SN 1987A爆发的研究。这次超新星爆发发生在1987年2月24日，在几个月时间里用肉眼都可以看到，是自1604年以来人类观测到的最明亮超新星爆发。物理学家组织网6月27日（北京时间）报道称，当时，人们在地球上同时探测到了来自SN 1987A的光子和中微子，由于中微子和光子在真空中的传播速度相同，理论上应该同时抵达地球。但实际情况是，光子比中微子晚到了4.7个小时。科学家当时认为，或许是因为这些光子的来源不同，因此产生了误差。 弗兰森认为，真空光速慢于每秒299792458米或许也是一种可能。他解释称，在真空中飞行的光子极有可能形成一个电子和一个正电子，但两种粒子很快又会形成另一个光子，沿着原来的路线继续前行。这一过程被称为真空极化。由于电子—正电子偶有质量，在银河引力势的作用下，粒子的能量会发生微弱的变化，并最终导致光速衰减。在超新星SN 1987A与地球之间长达168000光年距离上，这样的分分合合发生多次后，将很容易让光迟到4.7小时。而相比之下，中微子则不会受此影响。 如果弗兰森是正确的，目前天体物理学的理论体系将轰然崩塌，所有基于光速的测量数据都将是错误的。例如，太阳光到达地球的时间将比我们此前认为的要长；位于大熊星座的M81星系，距离我们1200万光年，是地球上望远镜可观测到的最亮星系之一。如果光速比我们现在认为的慢，从M81星系发出的光将比我们先前认为的要晚大约两周的时间才能到达地球。由此产生的影响将是非常惊人的：如果是那样的话，所有天体之间的距离都得重新计算，所有描述天体运行规律的理论都得重新修改。可以说，天体物理学的研究不得不一切从头开始。 总编辑圈点 相信很多人对两年前的“中微子超光速”事件还记忆犹新。这起曾震惊世界的闹剧，最终以实验出现“低级错误”惨淡收场，从而还了“爱因斯坦相对论”一个清白。如今物理学界又出重磅炸弹——光速可能比先前认为的慢。为啥老有人对光速不满？难道正如学界的一种观点所说，物理学多年止步不前没有突变，所以一些人一心求变想打破经典模型？经过多年建立的理论体系，就这么经不起推敲？但愿不会闹出像“中微子超光速”一样的“乌龙”。来源：中国科技网-科技日报 2014年06月28日
美科学家推超光速飞行新理论：变木星为能量[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/05/200905231027_151502_1644912_3.jpg[/img]美物理学家解读如何实现超光速飞行据美国广播公司(ABC)报道，物理学家认为，超光速飞行可能在理论上是可行的，但实际情况却未必如此。美国两名物理学家认为，他们已经找到如何在不违背物理学定律情况下实现超光速飞行的途径。但坏消息是，我们可能不得不牺牲木星以体验这种超级飞行。 试图打造现实版《星际迷航》 贝勒大学物理学副教授杰拉尔德克利文(Gerald Cleaver)及其博士后研究员理查德奥伯塞(Richard Obousy)，将物理学一些最难以捉摸的领域结合在一起——其中包括弦理论以及广义相对论——制定了一项雄心勃勃的计划，试图让《星际迷航》中展现的曲速飞行成为现实向前迈进一步。毫无疑问，克利文和奥伯塞的梦想成为现实的可能性微乎其微。 《星际迷航》系列影片的创作者永远也无法解释，“进取”号飞船如何以超过光速的速度在宇宙中穿行。如果人类希望探索银河系的“后院”，打造超光速飞船是必须要取得的一项小小的成就，更不用说入主宇宙的遥远区域了。 唯一的问题是，艾伯特爱因斯坦(Albert Einstein)曾经指出，超光速飞行是不可能实现的。克利文在接受采访时表示：“物体拥有质量，无法以光速移动。根据爱因斯坦的著名方程式，随着移动速度越来越快，物体的质量也会不断增加。随着移动速度接近光速，物体质量将变得无穷大。换句话说，一粒灰尘以光速飞行时将拥有无穷大的质量，此时此刻，需要借助无穷大的能量才能让这粒灰尘以接近光速的速度移动。也就是说，我们最好将人类从“进取”号恒星飞船的乘客名单中删除。 星际航行需借助“曲速泡” 克利文和奥伯塞对1994年首先由墨西哥物理学家迈克尔埃尔库比尔(Michael Alcubierre)提出的一项理论进行了扩展。他们表示，光速还不算特别快。埃尔库比尔指出，我们不必考虑曲速飞行，星际航行真正需要的是打造一个“曲速泡”。根据埃尔库比尔的理论，质量可能受限于爱因斯坦提出的计算公式，但在太空环境下未必会受到这种限制。 贝勒大学的两名研究员认为，让飞行器——例如“进取”号后方的空间膨胀同时压缩前方的空间是可能办到的，最终形成一个能够以远远超过光速的速度穿过爱因斯坦所说的时空结构的气泡。曲速泡内部的“进取”号会随着曲速泡在太空中穿行高速前进，而飞船本身则保持静止不动，因此避开了爱因斯坦提出的问题。克利文在加利福尼亚州(美国的冲浪中心)理工学院获得博士学位，他非常喜欢用“冲浪”来形容这种超光速飞行。 如何打造这样一个泡泡？由于这个问题，整件事情变得复杂起来。宇宙包括一切拥有质量的物体类型并且一直以超过光速的速度膨胀。克利文表示，自上世纪70年代以来，我们便已知道这一点。在大爆炸后的一瞬间，宇宙便在一个非常短暂的时间内开始以超光速向外扩张。根据弦理论(在探索有关世上万物的一项可靠理论的物理学家中间非常流行)，在诞生后的第一秒，宇宙的体积从一个原子的核子的1.0×10-21大小膨胀成大约一个篮球。“在此过程中，太空本身也正以超光速扩张。” 复制最初几秒的宇宙 在加州理工学院，克利文曾在传奇人物、弦理论领域领导者约翰施瓦兹(John Schwartz)的教导下攻读学业。根据他的假设，利用正负暗能量部分复制最初几秒的宇宙是可能做到的，暗能量据说是宇宙扩张背后的驱动力。 具体做法是，将正能量置于“进取”号之后，将负能量置于前方，在两种能量共同作用下，飞船便能够以曲速飞行。克利文说：“飞船前方的空间以超光速萎缩，后方空间则以超光速膨胀，推动曲速泡以及内部的飞船，整个过程就像冲浪一样。” 如何才能做到这一点呢？虽然还不能给出准确答案，但贝勒大学的两位研究员提出的理论认为，只要拥有足够能量，便有可能改变11次元空间。11次元空间是弦理论的关键组成部分，弦理论认为维度的数量远远超过我们在地球上看到的3个。 将木星变成能量？ 克利文表示，借助于足够的能量，“进取”号前后的时空维度至少可以让曲速泡踏上征程。他说：“所需要的初始能量可以与整颗木星的质量相提并论。如果能够将木星转换成能量，曲速泡便可进行发射。” 根据弦理论，为了稳定负责保持曲速泡朝数量无限多的其它宇宙前行的系统，飞船可能需要更多能量。(其它宇宙发出的光线仍需很久才能到达地球，因此并未被我们观察到。)克利文承认，他并不希望看到这种事情发生。“根据弦理论，埃尔库比尔效应可以成为现实，这仅仅是在理论上对埃尔库比尔效应如何成为现实进行讨论。” 值得关注的是，克利文和奥伯塞还有更多问题需要面对。对于弦理论应否被视为一项受人尊重的科学，科学家一直存在争议。很多科学家认为，弦理论无法被证明或者被反驳，因此不能被视为一项科学。其他科学家则寄希望于未来一些造价异常昂贵的机器，认为它们可能担负起证明或者驳斥这一理论的使命。 退一步讲，如果“进取”号飞船一直在非常稀薄的空气中航行，即使能够以接近光速的速度飞行，它也需要4年多时间才能抵达太阳系外距离我们最近的恒星，而造访旗下行星存在生命的数量众多的恒星则需要数百年之久。 我们必须意识到，《星际迷航》毕竟只是一部电影，所呈现的东西并没有必要建立在事实基础之上。除此之外，我们还要面对一个不可回避的问题，即究竟有多少木星可以让我们来牺牲？
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