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狭义相对论扩展后可解释超光速运动
2012-10-13 13:48:38   编辑:萧萧   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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澳大利亚应用数学家进行的研究发现,爱因斯坦的狭义相对论可用于描述超光速运动。根据爱因斯坦提出的狭义相对论,任何物体的速度都无法超过光速,但澳大利亚阿德莱德大学的数学家研究出新的方程式,对狭义相对论进行扩展,能够用于解释打破光速的物体运动

新浪科技报道,狭义相对论于1905年提出,用于解释相对于观察者参照系的运动和速度。这一理论将从不同点观察到的同一物理事件的测量数据结合在一起。不同的观察点的数据从某种程度上说取决于观察者的相对速度。狭义相对论提出了时间膨胀概念,指出速度越快,时间越慢。不过,如果两个观察者的相对速度——各自速度间的差异——接近光速,狭义相对论便土崩瓦解。根据质量-能量转换公式E = mc2,一个物体以c速度移动的武器拥有无限的质量,因此需要无限的能量达到c速度。

阿德莱德大学数学学院教授吉姆·希尔和巴里·考克斯找到了一种新方式,扩展爱因斯坦的理论,以了解多大程度的超光速运动具有可能性。希尔表示:“引入狭义相对论的目的主要是了解超光速运动能否具有可能性。目前,我们并未发现任何坚实证据证明当前任何现有运输装置能够超光速。2011年的大约这个时候,欧洲核子研究组织(位于瑞士的欧洲粒子物理学研究中心)进行的实验表明微中子能够加速到稍稍超过光速的程度。”

希尔指出:“我们的研究是从数学和物理学的角度解释这一现象。我们用自己的方式提出一个有关狭义相对论的理论,适用于相对速度超过光速的情况。我们采取的方式是对爱因斯坦狭义相对论的一种自然而符合逻辑的扩展,所产生的方程式不涉及到虚数或者复杂的物理学。”

他们的方程式让狭义相对论适用于相对速度达到无限的情况,可以用来描述超光速运动。不过,爱因斯坦提出的任何方程式或者任何新理论都无法描述自身速度超光速的物体运动。考克斯说:“我们是数学家,不是物理学家,因此从理论数学的角度解释这一问题。如果证明超光速运动具有可能性,那无疑是一个颠覆游戏规则的发现。我们的研究论文并不试图解释如何让速度超过光速以及超光速情况下的物体运动。”研究发现刊登在《皇家学会学报A》上。

狭义相对论扩展后可解释超光速运动
这幅3D图表展示了3个不同速度v,u和U之间的关系。v是第一观察者测量的第二观察者速度,u是第二观察者测量的一个移动粒子的速度,U是第一观察者测量的粒子相对速度

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