除了光速，宇宙还存在速度限制吗？( 二 ) _小知识

因为这些光子在宇宙中的数目最多，且分布的很是平均，加倍主要的是，人类可以加快的高能量带电粒子或者是制造的超高速宇宙飞船，城市与这些光子发生彼此感化。

文章插图

这种彼此感化就是我们人类在今后无限接近光速中碰到的极大障碍。
大型强子对撞机是我们人类今朝所能缔造最高速度的处所，可是在宇宙中还存在着一些自然加快器，它们的能量更大，所能缔造的粒子的速度更快，它们就是中子星和黑洞。
这两种天体是宇宙中的两端怪兽，它们不仅是宇宙中引力最大的处所，并且仍是磁场最大的处所，我们人类在大型强子对撞机中所缔造的磁场强度在它们面前的确就像是刚学会玩泥巴的小孩。

文章插图

从中子星和黑洞中喷射出来的宇宙射线是人类有史以来发现的能量最高、速度最快的粒子。
大型强子对撞机中所缔造的质子速度达到了299,792,455米/秒，这半斤八两于99.999999%的光速，而高能宇宙射线的能量是对撞机中质子的3600万倍。
则速度为299,792,457.9999999999999992米/秒，十分接近光速，可是仍是低于光速。可是奇异的是，我们在地球上所接管到的宇宙射线中的质子能量（速度）大部门都集中在这个速度上，且不会比这个速度更高。

文章插图

按理来说，这些宇宙射线应该可以无限的接近光速，它们会在分歧的数值上挨近光速，但事实上并没有，而是在这个速度上呈现了截止。
正如上文所说，宇宙的真空它不是真空，这些宇宙射线降生的时辰，它们的速度必定更快，加倍接近光速，能量更高，可是当他们在空间中飞翔的时辰与微波辐射中的光子发生了彼此感化。
固然这些光子的能量很是低，可是宇宙射线中质子的能量却很是高，当这些质子与光子发生碰撞的时辰，就会在E=MC^2中发生新的粒子，并从高能质子中窃取能量，降低质子的速度。

文章插图

而宇宙射线中质子的这个极限速度对应了一个极限能量为5 × 10^19 eV ，也就是说，当您缔造了一个质子的能量高于5 × 10^19 eV ，那么它在空间中飞翔的时辰就会与光子碰撞持续的发生π介子。
直到质子的能量跌破或回到5 × 10^19 eV ，这个能量就是宇宙中的能量极限，被称为GZK极限。 GZK是三位物理学家名字的首字母，这个理论诠释了宇宙射线中粒子的速度为何呈现截止的问题，也诠释了粒子所能携带能量的极限。
我们今朝认为宇宙中的每一条宇宙射线、每一个质子、每一个原子核，包罗宏不雅宿世界的物体，都必需遵守GZK极限。

文章插图

GZK极限所带来的速度极限比光速要低一些，我们无法跨过这个速度去无限的接近光速。例如，某一天我们在大型强子对撞机中缔造了能量高于5 × 10^19 eV的质子，速度达到了299,792,457.9999999999999992米/秒以上。
但可惜的是，这时的质子会大量的损掉能量，以很是快的速度跌破这个能量极限。所以说，我们人类在将来接近光速的途中，必定会碰到这样的困扰。
若是我们缔造了速度很是快的宇宙飞船，那么它也会和微波辐射中的光子发生彼此感化，导致整个飞船被销毁。