人類有可能發明超光速

⑴ 人類何時能發明一種超光速飛機，速度能和光速相比

2011年9月底,曾經發現頂誇克的美國費米實驗室宣布,他們的萬億電子伏加速器於9月30日關閉.之所以如此,是因為費米實驗室計劃轉向一項新的研究,也就是對義大利OPERA實驗發現的「超光速中微子」的結果進行驗證.
在9月底,這個屬於義大利Gran Sasso國家實驗室名下的OPERA項目組可以說是賺足了眼球.《自然》雜志上的一篇文章稱「OPERA」的實驗裝置接收到了來自730公里外位於Geneva歐洲核子研究中心(CERN)發出的中微子.而中微子穿越這段距離的時間比光速快60納秒（1納秒等於十億分之一秒）.
中微子是一種不帶電的基本粒子,該粒子具有最強的穿透力.
這一結果與愛因斯坦相對論中 「光速無法超越」理論相矛盾.很多科學家都心存懷疑,其中最有名的是1979年諾貝爾物理學獎得主格拉肖,他因統一了電弱理論而獲獎.他宣稱由於中微子在從Geneva到Gran Sasso的傳播過程中會損失能量,因此中微子的超光速現象是不可能發生的.
那麼,究竟是OPERA錯了?還是愛因斯坦錯了?
真真假假
「我感到非常的震驚.」 OPERA項目的發言人,瑞士伯爾尼大學物理學家Antonio Ereditato這樣說.他表示經過數月的研究和交叉檢查,他們並沒有發現任何可以得出有關這個測量結果的解釋,所以將這個研究結果公布.「我們將繼續研究,同時也期待著其他機構的測量以便對我們的工作進行評估.」
OPERA項目組有160餘人,他們來自各個國家.在高能物理所曹俊研究員看來,正式發表的結果肯定經過了反復推敲驗證,他們文章中基本上每個重要的數字都採用不同方法檢驗或獨立驗證.「他們出錯的概率要比相對論出錯的概率大.但是憑空猜測他們哪裡做錯了,肯定是不靠譜的.也有可能什麼地方他們沒有想到.也有可能是中微子有什麼特殊的性質.」曹俊這樣告訴《科學新聞》.
OPERA的中微子大部分來自CERN的?仔粒子的衰變,然後它們在地殼中傳播730公里到達Gran Sasso.跟傳統高能物理實驗不同,中微子實驗並沒有隧道,這是因為中微子和其他粒子的相互作用非常弱,他們能夠在岩層中以近光速傳播.「這個性質是中微子特有的,也是只能在中微子中觀測到超光速現象的可能原因.」中國科學院高能物理研究所的Jarah Evslin解釋稱,之所以能觀測到超光速現象,除了誤差外,其可能原因還在於中微子的特質.
中國科學院高能物理研究所研究員張新民、Jarah Evslin、Emilio Ciuffoli以及劉傑,圍繞OPERA的實驗進行了相關研究.他們提出了一個能夠很好解釋OPERA結果的模型.他們認為對超光速中微子的一個主要限制是來自超新星1987A的中微子觀測.在這個模型中,他們發現暗能量在可見物質高密度區聚集,例如地球附近.「因此,中微子只能在地球附近以超光速傳播,而在太空中,由於可見物質稀少,暗能量不能聚集,中微子也就不能超過光速.」Jarah Evslin這樣說.
事實上,觀測到超光速中微子現象OPERA並不是獨一家.早在2007年,美國費米實驗室MINOS實驗就曾經觀測到類似的狀況,但是當時並沒有引起重視.
「費米實驗室的MINOS實驗結果沒有被證偽.但是只有2個多標准偏差,顯著性不夠.OPERA超光速的結果達到了6個標准偏差,因此引起了重視.但不能排除實驗做錯了.」曹俊說.
據介紹,在粒子物理理論被驗證的過程中,並未規定重復試驗的次數.但是在單個實驗中,如果達到5倍標准偏差的顯著水平就可以確認.故OPERA實驗相比費米的MINOS的實驗更引人關注.
Jarah Evslin認為,之前由於費米MINOS實驗的誤差較大所以可信度低,而現在OPERA發現了相同的現象,因此費米的實驗就值得商榷了.他指出,目前中微子只是比光速快了近7000米/秒,這么小的差別是很難被觀測到的.主要有以下兩個原因：中微子接收器位於地面以下1000米,不能直接用GPS來測時間；兩年間,OPERA實驗捕捉了16000個中微子束,中微子脈沖不是瞬時發出的,而是在一個約10000納秒的時間內連續發出的.因此,我們無法區別探測到的中微子是在哪一刻發射出來的.在實驗上這非常難下定論也非常容易發生錯誤.
如何驗證
對於OPERA究竟是對還是錯,這個問題也許OPERA自己並不能給出答案.這需要其他實驗室給予幫助.
「由於超光速現象會撼動現代物理學的基礎,所以我認為我們需要更多的中微子實驗來檢驗OPERA的結果.」Jarah Evslin告訴《科學新聞》,如果在這次實驗中,OPERA在某個細節上犯了錯,那麼下次實驗他們還會繼續犯同樣的錯誤.所以對下次的結果仍然不能相信.因此必須在一到兩年內有其他兩個實驗對OPERA的結果進行檢驗,一個就是美國費米實驗室的MINOS實驗,第二個是日本的T2K實驗.
和許多物理學家一樣,Jarah Evslin對OPERA的實驗結果雖然心存疑慮,但仍認為是值得商榷的.「如果明年費米實驗室的MINOS實驗能夠證實OPERA的結果,那麼我認為這個實驗就基本是正確的了.」Jarah Evslin這樣告訴《科學新聞》.
據了解,為了對OPERA實驗進行驗證,目前費米實驗室的MINOS提出了升級後的計劃.其中包括採用更精確的時間測量方法,採用新的GPS感測器、原子鍾和探測器,來將中微子到達時間誤差控制在2納秒.預計最快將在2014年得出結果.
在Jarah Evslin看來,費米實驗室想要提高精度就必須在時間和距離兩個方面上努力.特別是時間校準上必須在發生端和接收端下功夫.這是因為OPERA實驗在距離校準上做得非常好,甚至能夠探測到大陸板塊移動.OPERA實驗利用了多種獨立的手段以及時間上最精準的鍾來校時.因此,費米實驗室至少要達到相同的水平,才可以確保實驗結果的准確.
而除了校準時間外,「當然,能夠延長中微子的傳播距離是最好的,這樣的話,時間可以不用探測的那麼精確.但是這樣一來我們就需要一個新的探測器,而建造一個新的探測器絕對不是一兩年能夠搞定的.」Jarah Evslin表示.
Jarah Evslin看來,在OPERA的結果得到確認之前,理論物理學家應該從理論方面考慮超光速的可能性,這樣能夠為實驗設計提供幫助.因為,畢竟理論學家的「實驗」比科學家的實驗便宜很多.■
《科學新聞》 (科學新聞2011年第11期 學界)
2012年3月末物理學家們宣布,之前那項對愛因斯坦相對論的基礎——光速極限理論提出挑戰的實驗已經被確認存在錯誤.後續的驗證實驗已經證明,和所有其它事物一樣,中微子同樣遵循愛因斯坦指出的宇宙速度極限法則.

⑵ 估計到多久人類就能發明超光速的交通工具

現在就有啊，不過不能乘坐人，搭載貨物，只能搭載信號。具有載物能力的超光束交通工具基本不可能。

⑶ 人類有朝一日能發明超光速飛船嗎

在那遙遠的過去
一切都會有的.
------S J W
畢竟幾千年前的人們不能夠想到我們能飛出地球.
那可能是版第四權次科技革命 也可能是第五次
只要人類不滅亡 就一定會領悟宇宙的奧義 領悟上帝的精神!

⑷ 人類可以研製出超光速飛行器嗎

在現有的理論下，人類不可以研製出超光速飛行器。
超光速（faster-than-light, FTL或稱superluminality）會成為一個討論題目，源自於相對論中對於局域物體不可超過真空中光速c的推論限制，光速（真空中大約為3億米/秒，光速定義值c=299792458m/s=299792.458km/s）成為許多場合下速率的上限值。在此之前的牛頓力學並未對超光速的速度作出限制。除非世上存在自旋超過5的粒子，不然是不可能達到的。（因為超光速超越了光速）
2011年9月22日，義大利物理學家在OPERA實驗中發現了一種超光速的中微子，如果實驗數據確鑿無誤，愛因斯坦的相對論將會受到挑戰。OPERA的此次實驗由位於義大利中部山區的格蘭薩索國家實驗室（LNGS）與位於瑞士日內瓦的歐洲核子研究組織（CERN）合作進行，實驗結果基於對16,111次中微子測量事件的觀察, 標示出了中微子的旅行速度以40322.58分之一超出光速, 為現實中宇宙速度的極限。考慮到這是一個潛在的影響深遠的結果，在結論被駁斥或堅實建立之前，還需要更多獨立而無關的測量。但是該實驗最終錯誤，是測量人員的技術失誤。於2012年6月8日向世界公布實驗錯誤。

⑸ 人類有可能達到超光速嗎

真空中的光速是目前所發現的自然界物體運動的最大速度；人類以後是否可以達到超光速還是未知的。

超光速成為一個討論題目，源自於相對論中於局域物體不可超過真空中光速c的推論限制，光速（真空中大約為3億米/秒，光速定義值c=299792458m/s=299792.458km/s）成為許多場合下速率的上限值。

在此之前的牛頓力學並未對超光速的速度作出限制。除非世上存在自旋超過5的粒子，不然是不可能達到的。（因為超光速超越了光速）

(5)人類有可能發明超光速擴展閱讀：

反對超光速的最好證據恐怕莫過於祖父悖論了。根據狹義相對論，在一個參考系中超光速運動的粒子在另一坐標系中有可能回到過去。因此超光速旅行和超光速通信也意味著回到過去或者向過去傳送信息。如果時間旅行是可能的，你就可以回到過去殺死你自己的祖父。

這是對超光速強有力的反駁。但是它不能排除這種可能性，即我們可能作有限的超光速旅行但不能回到過去。另一種可能是當我們作超光速旅行時，因果性以某種一致的方式遭到破壞。

總而言之，時間旅行和超光速旅行不完全相同但有聯系。如果我們能回到過去，我們大體上也能實現超光速旅行。

⑹ 人類什麼時候能發明出超光速飛船

人類不可能來發明出超光速飛船。自
實體物質速度不可能超光速。
質能等價理論是愛因斯坦狹義相對論的最重要的推論,即著名的方程式E=mC²,式中E為能量,m為質量,C為光速。也就是說,一切物質都潛藏著質量乘於光速平方的能量。由此可以解釋為什麼物體的運動速度不可能超過光速。
一個靜止的物體,其全部的能量都包含在靜止的質量中。一旦運動,就要產生動能。由於質量和能量等價,運動中所具有的能量應加到質量上。

⑺ 人類可以實現超光速嗎

常規宇宙中，人類的能源不足以支撐超光速飛行，但是，也許以後可以發現折疊宇宙，比如蟲洞，彎曲時空，然後抄捷徑，走時空隧道，相當於實現了超光速飛行。

1994年，物理學家米基兒。阿庫別瑞提出可用波動方式拉伸空間，使飛船前方的空間收縮而後方的空間擴張，飛船在太空里「乘」著空間的「波浪」前進。這個「波浪」的區間叫做「曲速泡」，裡面是一塊平坦時空。飛船在泡內並非真的在移動，而是被泡帶著走，並不違反物理學中「光速最快」限制。目前還不知道怎樣引發這樣的波動，或是一旦引發了，飛船該怎樣離開它。因此「阿庫別瑞發動機」仍屬於理論概念范疇。曲率引擎的原理是將空間拉伸，這與蟲洞折疊空間正相反。有趣的是，近年來科學家發現，科幻片中的曲速引擎竟然並不違反物理法則。

⑻ 人類什麼時候能發明出超光速飛船

人無論靠什來么推進器，速度都是無自法達到光速的，更不要說超光速了。因為，有質量的物體的運動速度是不可能達到光速的。原理如下：

首先，我們來了解一下質能等價理論。質能等價理論是愛因斯坦狹義相對論的最重要的推論，即著名的方程式E=mC^2，式中為E能量，m為質量，C為光速；也就是說，一切物質都潛藏著質量乘於光速平方的能量。

一個靜止的物體，其全部的能量都包含在靜止的質量中。一旦運動，就要產生動能。由於質量和能量等價，運動中所具有的能量應加到質量上，也就是說，運動的物體的質量會增加。當物體的運動速度遠低於光速時，增加的質量微乎其微，如速度達到光速的0.1時，質量只增加0.5％。

但隨著速度接近光速，其增加的質量就顯著了。如速度達到光速的0.9時，其質量增加了一倍多。這時，物體繼續加速就需要更多的能量。當速度趨近光速時，質量隨著速度的增加而直線上升，速度無限接近光速時，質量趨向於無限大，需要無限多的能量。因此，任何物體的運動速度不可能達到光速，只有質量為零的粒子才可以以光速運動，如光子。

⑼ 人類有可能發明超光速飛行器嗎

人類不可能發明超光速飛行器。
根據光速不變原理 第一、光源永遠不能達到光速，因為實物在速度增加時質量會增加，到接近光速時，所加給他的能量都將轉化為質量
。
第二、光源高速運動時時間會變慢的，結果算的光速還是C
如果光源達到光速，它的時間就停止了，超過光速，時間就倒流了!