大家好,欢迎来听王木头讲相对论。应该是很久很久没有更新内容了,很多小朋友可能都会觉得是不是相对论都讲完了?还没有啊,今天我们还会继续来讲。前面几讲我是很用心地为你讲了相对论,尤其是狭义相对论的一些佯谬。还记得佯谬是啥意思吗?就是有些问题,看起来是错误的,其实没有错,这些问题就叫做佯谬。这部分内容是很烧脑的啊,别说你了,就是很多大学生听了都觉得很难。
不论怎么样吧,听完这部分我想你一定是能感觉到这个世界的神奇了。如果最后,你很多都不记得了,但是最后你能留下这样一个印象,那我觉得自己就算是成功了。因为这就说明,你明白了,自己的感觉其实没那么靠谱,很多东西看起来是一回事,实际上却是另一回事。如果再遇到什么问题,你不会只凭借自己的感觉就去判断,而是懂得去动脑筋,去思考它隐藏在背后的秘密。
虽然可能还是一时半会儿也还想不明白,不过没关系,你年纪还小,很多知识随时年龄地增加,在学校里都会学到的。我也相信,等你长大了,都不用到我这样的年龄,你就可以比我知道的更多,比我更厉害了。好了,我们回归正题,上一讲的最后,其实我挖了一个坑,要给大家讲讲超光速的事情。咱们先把这个坑给填上了。先来问问你啊,听了这么久的相对论了。你觉得会有超光速吗?不论你的答案是什么吧,哪怕不相信会有超光速。
我也想问问你,你是不是希望有超光速呢?我可以说一下我的答案。不管相对论是怎么说,也不管爱因斯坦怎么说,我其实还是希望能有超光速的现象的啊。不论科学结论是什么,我觉得我们的想象力不应该受到限制,如果人们都没有想象力的话,牛顿也就不会想到用万有引力定律来解释天上行星是如何绕着太阳转的,当然更不会爱因斯坦再去突破牛顿的理论,提出相对论。我相信,相对论还有不完善的地方,只是我们暂时还没有发现。
其实,现在很多科学家们也都是这样想的,因为如果发现了相对论出错的地方,那可以是一个重大发现,能让自己成为一个伟大的科学家的。为了发现超光速,科学家们可是时刻准备着的,千方百计的想要超越爱因斯坦。这就像是,爱因斯坦是武功天下第一,后面的人总是盯着他,时刻准备打败他,这样自己登上第一的宝座。2011年的时候就出现了这么一个事儿,差点就把相对论颠覆了。
那是意大利的一个实验室做出来的,他们测量中微子,发现中微子在走了730公里之后,竟然花的时间比光还要少60.7纳秒。纳秒这是个很小的时间啊,1纳秒的10亿倍才等于1秒。别看这个时间少,但是意义重大啊,比光还要快了,别说60.7纳秒了,就是1纳秒,0.001纳秒,那也是重大发现。中微子竟然比光速快?先来介绍一下中微子啊,你可能没有听过。它也是我们世界的基本粒子之一。
电子啊、夸克啊,你应该是比较熟悉了吧,这个中微子和它们是一个等级的。中微子的发现是比较晚的,虽然很早科学家就预测了它的存在,但是就是发现不了它。因为它穿透力极强,我们很难抓住它。太阳每时每刻都会放出很多中微子,这些中微子穿透力抢到什么程度呢?我们的地球在它眼中就是一个摆设,一瞬间就会穿过地球而去。所以,在我们身边肯定有很多中微子,甚至此时此刻正在穿过你的身体。它穿透力这么强的原因就是它不带电。
不带电,也就是说它不受电磁力的影响。电磁力,你还有印象吗?它是宇宙四大基本作用力之一,剩下3个是引力、强核力和弱核力。你不记得也没关系,以后我们还会详细讲。这里你只要知道,其他的粒子没办法像中微子一样有这么强的穿透力,就是因为它们特别容易和电磁力发生关系。
构成我们身边时间的那些物质中几乎都是由原子组成的,原子又是由电子啊,质子啊,中子在组成的,它们都是带电的,中子不带电,但是组成中子的夸克是有电的。所以,形象点来说呢,你可以把这些带电的粒子都想象成是一个磁铁,不论是地球,还是你的身体,那就是由许多磁铁组成的网了。如果你想用另外一个磁铁,想要穿过这个网,那是特别难的的,要么被弹开,要么就被吸在网上了。而中微子呢?
这个时候就像是一颗小玻璃球,根本不受磁铁影响,直直地就传过去了。这就是中微子的情况了,因为它不和电磁反应,所以也不会被光看到,光就是电磁波嘛。也是因为这个特点,科学家们还一度被怀疑它就是暗物质呢,当然现在已经被排除候选名单了。暗物质到底是什么,现在还是不知道。这个中微子,可能也是没有什么东西能阻碍到它,所以它的速度还特别快。最开始测到的,它都是在接近光速运动。以至于最初都认为它没有质量。
讲到这里了,提一下,光速和质量的关系你还记得吗?按照相对论来说,只有质量,一定是不可能达到光速的,哪怕是质量非常小也不行。如果一个粒子没有质量,那么不用说,这个粒子一定是以光速在运行,没有第二种可能。所以,上面那句话的意思就是说,一开始因为怀疑中微子就是以光速运行,既然是光速了,那么质量肯定是0。当然,后来发现了,中微子质量并不是0,纯粹就是速度快,当然只要质量一不为0,那就永远也无法达到光速了。
也正是这样啊,这个意大利的实验一做出来之后,中微子竟然超光速了,其实科学家们并不会觉得一点可能性都没有。当时还真是科学界兴奋了很久,当然更多的还是争论了很久,因为相对论大家用的最多,在各种地方受到的验证也多。如果真是超过光速的话,那相对论肯定错了。中微子超光速,就代表着它可能是超越时空,这太不可思议了。
所以,也有很多科学家站出来说,是不是实验做得有问题,如果想要真的推翻相对论,那还要继续找更多的证据才行。最后当然证明了,绝大多数的科学家还是对的,中微子并没有超过光速,出问题的地方还不是在实验上,而是接受数据的网线当时没有连好,导致数据出现了错误。哎,虽然有种虎头蛇尾的感觉,一开始是抱着挑战相对论,提出21世纪最伟大物理发现,这样的一个想法。最后竟然是因为网线没插好。
但是,还是可以看到,科学家们真的是时刻在准备着挑战相对论。但是反过来想啊,这么多人盯着,到现在也没有发现漏洞,还是说明它很强大的。这也是为什么,这个实验结论一出来,更多的科学家其实都是在怀疑实验数据是不是有问题,而不是马上就认可它推翻了相对论。这是一个有趣的故事了,到最后也没有出现超光速的现象。那么超光速的现在真的就不可能出现吗?那倒不是,还真有。
这个是切切实实超光速了啊,科学家们都是承认的,但是却没有人站出来说相对论错了。这到底又是什么情况呢?我们下期继续。