相对论1_Lecture-final

1、4.2 狭义相对论时空观狭义相对论时空观(同时性的相对性、同时性的相对性、“钟慢效应钟慢效应”、“尺缩效应尺缩效应”)4.1 狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理4.4 狭义相对论动力学基础狭义相对论动力学基础 (相对论的质量公式、动力学方程、质能关系相对论的质量公式、动力学方程、质能关系)4.3 洛伦兹变换洛伦兹变换 第四章第四章 狭义相对论基础狭义相对论基础 special relativity2005世界物理年世界物理年 纪念爱因斯坦狭纪念爱因斯坦狭义相对论诞生义相对论诞生100周年与爱因斯坦逝周年与爱因斯坦逝世世50周年。周年。让让物理走近大物理走近大众，众，让让世界拥抱物理世界拥

2、抱物理1919世纪后期，经典物理学的三大理论体系使经典物世纪后期，经典物理学的三大理论体系使经典物理学已趋于成熟。理学已趋于成熟。Introduction of Modern Physics牛顿力学牛顿力学麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论热力学与经典统计理论热力学与经典统计理论自然与它的奥秘；自然与它的奥秘；都隐藏在黑暗中都隐藏在黑暗中上帝说上帝说让牛顿去干吧让牛顿去干吧于是于是一切顿现光明一切顿现光明江山代有才人出，江山代有才人出，各领风骚三百年各领风骚三百年一、一、1919世纪末的物理学体系世纪末的物理学体系二、二、 世纪之交的重大发现世纪之交的重大发现电子电子电子为比氢原子更小的粒子

3、电子为比氢原子更小的粒子第第一个基本粒子。一个基本粒子。打开了原子世界的大门。打开了原子世界的大门。2)x射线的发射线的发现：现：伦琴伦琴(德国德国)1895年年11月月8日。日。X 射射线是什么？电磁波还是粒子？线是什么？电磁波还是粒子？重大的应用价值。重大的应用价值。1)电电子的发子的发现：现： J.J.汤汤姆逊姆逊(英国英国)和和A.密密立根立根(美国美国)3)3)放放射性的发射性的发现：现：贝贝克克勒尔勒尔( (法国法国) )和和居里居里夫人夫人( (波兰波兰) )。原子核会分裂；原子武器和原子能；原子核会分裂；原子武器和原子能；打开原子核世界的大门。打开原子核世界的大门。总之，这些发

4、现向我们打开了一个总之，这些发现向我们打开了一个全新的世界。全新的世界。能量能量微观高速领域微观高速领域 在已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家在已经基本建成的科学大厦中，后辈物理学家似乎只要做一些零碎的修补工作就行了。但是，在似乎只要做一些零碎的修补工作就行了。但是，在物理学晴朗的天空的远处，还有两朵令人不安的物理学晴朗的天空的远处，还有两朵令人不安的愁愁云云。它们的存在使得物理学的优美性和明晰性黯然。它们的存在使得物理学的优美性和明晰性黯然失色失色”。Lecture From William Thomson(Great Br.)27/4/1900三、三、1919世纪末笼罩在热和光的动力论

5、上的阴影世纪末笼罩在热和光的动力论上的阴影二十世纪物理学天空的两朵乌云：二十世纪物理学天空的两朵乌云：1)以以太是否存在？迈克尔太是否存在？迈克尔逊逊-莫雷实验结果否定了莫雷实验结果否定了以太的存在；以太的存在；2)经经典电磁理论对热辐射典电磁理论对热辐射解释的失败。解释的失败。驱散这两朵乌云分别导致：驱散这两朵乌云分别导致：相对论的诞生！相对论的诞生！量子论的诞生！量子论的诞生！ 相对论和量子论是近代物理学的两大基石，相对论和量子论是近代物理学的两大基石，没有它们，就没有今天的文明。没有它们，就没有今天的文明。狭义相对论主要研究：狭义相对论主要研究： 在高速情况下运动的相对性问题。在高速情况

6、下运动的相对性问题。研究集中体现在：研究集中体现在： 惯性系之间的时间和空间的相对性研究上。惯性系之间的时间和空间的相对性研究上。 ( (由此由此) )得出具有普遍性的运动规律。得出具有普遍性的运动规律。四、狭义相对论简介四、狭义相对论简介具体问题：具体问题：1 1、对不同的参考系，运动规律是否具有相同的形式？、对不同的参考系，运动规律是否具有相同的形式？2 2、相对不同的参考系，长度和时间的测量是否一样？、相对不同的参考系，长度和时间的测量是否一样？二、牛顿的绝对时空观二、牛顿的绝对时空观设：两个参照系相对速度设：两个参照系相对速度u ，且，且 u C11 1、绝对空间：长度的量度与参照系无

7、关；、绝对空间：长度的量度与参照系无关； 绝对时间：时间的量度与参照系无关。绝对时间：时间的量度与参照系无关。 人们生活在运动速度人们生活在运动速度远远小于光速远远小于光速的世界，往的世界，往往是凭直觉认为往是凭直觉认为(从科学的观点看，应该说是假设从科学的观点看，应该说是假设)： 空间空间( (长度长度) )和时间和时间( (间隔间隔) )与物质运动无关，或者与物质运动无关，或者说，与所选择的参考系无关。说，与所选择的参考系无关。2 2、伽利略坐标变换、伽利略坐标变换牛顿的绝对时空观数学表达牛顿的绝对时空观数学表达yy tt utxx zz yy tt t uxx zz 或或正变换正变换逆变

8、换逆变换utPSO XYZu O SXZ Y xx ),(tzyx ),(tzyx某时刻质点运动到空间某时刻质点运动到空间 P 点点(称发生一物理事件称发生一物理事件)说明：说明：绝对时间绝对时间绝对空间绝对空间1 1、伽利略变换体现了经典的时空观、伽利略变换体现了经典的时空观 ( (牛顿的绝对时空观牛顿的绝对时空观) )(1)(1)同时性是绝对的同时性是绝对的(2)(2)时间间隔是绝对不变的时间间隔是绝对不变的(3)(3)空间间隔是绝对不变的空间间隔是绝对不变的2、力学定律具有伽利略变换不变性力学定律具有伽利略变换不变性(Invariant)伽利略变换是力学伽利略变换是力学(牛顿牛顿)相对性

9、原理的数学表示。相对性原理的数学表示。 t = t x = xamFamF mm 经典力学中：经典力学中：aa FF 力与参考系无关力与参考系无关质量与运动无关质量与运动无关(1)(1)牛顿第二定律牛顿第二定律:S2021012211vmvmvmvm :S 2021012211vmvmvmvm (2)(2)动量守恒定律动量守恒定律New problems will take place.2、力学定律具有伽利略变换不变性力学定律具有伽利略变换不变性(Invariant)vSS4.2 狭义相对论的基本原理狭义相对论的基本原理一、历史背景及伽利略变换的困难一、历史背景及伽利略变换的困难v经典电磁场方

10、程组对于伽利略变换不具有不变性经典电磁场方程组对于伽利略变换不具有不变性在伽利略变换下，经典电磁理论不满足相对性原理在伽利略变换下，经典电磁理论不满足相对性原理ooC 1 o=8.85 1012C2/N1m2 o=410-7Tm/A= 2.99108 m/s伽利略速度迭加：伽利略速度迭加： C = C vC C与参照系无关与参照系无关Whats wrong？0122222 EtcE问题问题1 1：光速在不同的惯性系中是否有差异？光速在不同的惯性系中是否有差异？问题问题2 2：光速是相对于谁的运动速度，是特殊惯性系吗？光速是相对于谁的运动速度，是特殊惯性系吗？18871887年年Michelso

11、n and Morley实验证明：光速测量结果实验证明：光速测量结果与光源、测量者的相对运动无关，亦即与参照系无关。与光源、测量者的相对运动无关，亦即与参照系无关。证明了光速在不同的惯性系中是没有差异的。证明了光速在不同的惯性系中是没有差异的。 否定了绝对参照系的存在否定了绝对参照系的存在C = C vC C与参照系无关与参照系无关Whats wrong？一、历史背景及伽利略变换的困难一、历史背景及伽利略变换的困难在这一历史背景下：在这一历史背景下：19051905年，爱因斯坦提出了两条假说，作为狭义年，爱因斯坦提出了两条假说，作为狭义相对论的相对论的两条基本原理两条基本原理。 Maxwell

12、电磁方程组电磁方程组 和伽利略变换和伽利略变换 相对性原理相对性原理矛盾。矛盾。二、爱因斯坦的狭义相对论基本假设二、爱因斯坦的狭义相对论基本假设所有的惯性系中，一切物理定律所有的惯性系中，一切物理定律( (包括包括力学、电磁学及光学等所有的物理定力学、电磁学及光学等所有的物理定律律) )都具有相同的表达形式。不存在任都具有相同的表达形式。不存在任何一个特殊的何一个特殊的( (如如“绝对静止绝对静止”) )惯性惯性系系；在任何在任何惯性系惯性系中，光在真空中的传播中，光在真空中的传播速率都相等，与光源的运动无关。速率都相等，与光源的运动无关。2 2、光速不变原理、光速不变原理1 1、狭义相对性原

13、理、狭义相对性原理Albert Einstein1879-1955或：一切物理规律对于任何惯性系或：一切物理规律对于任何惯性系都是等价的都是等价的 相对性原理是伽利略力学相对性原理的推广，后相对性原理是伽利略力学相对性原理的推广，后者可作为前者的特例。者可作为前者的特例。 光速不变原理直接否定了伽利略变换关系以及经光速不变原理直接否定了伽利略变换关系以及经典的时空观。典的时空观。 相对论基本原理的提出，从根本上改变了人类对相对论基本原理的提出，从根本上改变了人类对时间和空间的认识，彻底否定了时间和空间的认识，彻底否定了“绝对时空观绝对时空观”，是人类在认识自然过程中划时代的革命。，是人类在认识

14、自然过程中划时代的革命。惯性系：惯性系：凡是相对惯性系作匀速直线运动的参照系。凡是相对惯性系作匀速直线运动的参照系。 例：例：太阳系、地球、太阳系、地球、FK4FK4惯性系惯性系FK4惯性系：目前最好的惯性系：目前最好的惯性系。惯性系。以选定的以选定的1535颗恒星平均静止位形作为基准的参考颗恒星平均静止位形作为基准的参考系系FK4系系 说明：说明：1 1、同时性的相对性、同时性的相对性理想实验：理想实验：yxyxABMv vo在在 S 系中观察：系中观察：光到达光到达A和和B这这两事件两事件不会不会同时发生！同时发生！光到达光到达A和光到达和光到达B这两事件同时发生。这两事件同时发生。在在

15、S系中观察：系中观察：动画动画动画动画4.3 4.3 狭义相对论时空观狭义相对论时空观( (相对论效应相对论效应) )相对论效应之一相对论效应之一：同时性的相对性同时性的相对性实验结论实验结论 时间量度是相对的，并且与相对运动速度有关。时间量度是相对的，并且与相对运动速度有关。 同时是相对的，没有绝对的意义，它依赖于惯性系的选择。同时是相对的，没有绝对的意义，它依赖于惯性系的选择。结论结论在在某某参考系中同时发生的两个事参考系中同时发生的两个事件，在件，在另一个另一个参考系中看来，越参考系中看来，越是分布相对于是分布相对于前一前一参考系运动的参考系运动的后方的事件越早发生。后方的事件越早发生。

16、yyxABMvoX两个参考系的相对运动速度两个参考系的相对运动速度u 越大，越大， t=t1-t2越大。越大。设设S系中系中, A点有一闪光光源点有一闪光光源, 在在Y 轴轴B点放一反射镜。点放一反射镜。dCCCLL事件事件1：A向向B点发光点发光事件事件2：A收到反射光收到反射光(a)(a) 事件事件1 1与与2 2的时间的时间间隔是多少？间隔是多少？Bu t YdA BYXXAAYYAXXA在在S系系：2dtc 在在S系系：2Ltc 2、效应之二、效应之二钟慢效应钟慢效应XYAdCXBtuCCXYXLLYdABAA在在S S 系看系看：cdt2 在在S S 系看系看： cLt2 212cu

17、cdtt 显然：显然：222tudL Y21)cu(t 与与S 系系同一地点同一地点发生的两发生的两个事件的时间间隔个事件的时间间隔 t 相比，相比，S系测同样两事件的时间间系测同样两事件的时间间隔隔 t总是要长一些：总是要长一些：tt (b)(b)定义：定义：某一某一参照系参照系同一地点同一地点先后发生的先后发生的两个事件两个事件之之间的时间间隔叫作间的时间间隔叫作固有时固有时(Proper time) ，也称原时、静，也称原时、静时时。t 原时最短原时最短相对论效应之二相对论效应之二：时间膨胀效应时间膨胀效应YCCLLXXYdA2)(1cut 结结论论实验结论：实验结论：tcutt 2)(

18、1(c)说明：说明：1)(112 cu 原时最短原时最短1、时间膨胀效应还可以表述为：时间膨胀效应还可以表述为：运动的时钟比静止的时钟走得慢，故又称为运动的时钟比静止的时钟走得慢，故又称为“钟慢钟慢效应效应”。3、时间膨胀是一种时空属性，、时间膨胀是一种时空属性，与过程的具体机制与过程的具体机制(时时钟钟)无关。无关。2、时间延缓是互逆的：、时间延缓是互逆的：每个观察者都发现，相对自每个观察者都发现，相对自己运动的时钟总比相对自己静止的时钟走的要慢；己运动的时钟总比相对自己静止的时钟走的要慢；3、时间膨胀是一种时间膨胀是一种时空属性：时空属性：2、时间延缓是时间延缓是互逆的：互逆的：5、真空中

19、的光速是运动速度的真空中的光速是运动速度的极限极限。4、当观察者所在参考系与当观察者所在参考系与“静系静系”的相对运动速度的相对运动速度足够小时：足够小时：cu 11122cu ttt 此时又退化到了此时又退化到了“绝对时空绝对时空”的情形。的情形。1、时间膨胀效应还可以表述为时间膨胀效应还可以表述为“钟慢效应钟慢效应”。(d)(d)钟慢效应的实验验证：钟慢效应的实验验证：向东飞的钟慢了向东飞的钟慢了 59ns直接证实了相对论的结论。直接证实了相对论的结论。结果结果(与地面上原地不动的钟比较与地面上原地不动的钟比较)：1971年，飞机携带铯原子钟分别向东绕地球的赤道飞行年，飞机携带铯原子钟分别

20、向东绕地球的赤道飞行(注意：赤道表面速度为注意：赤道表面速度为1670 km/h)。动画动画 子的寿命实验子的寿命实验 子在高空大气顶层形成，子在高空大气顶层形成，静止平均寿命为静止平均寿命为2.15 106s，速率为速率为 0.995c. . 若无时间膨胀效应若无时间膨胀效应，只能走，只能走640m就消失了，地面观测不到。就消失了，地面观测不到。前可飞行前可飞行6400m, 实际上可到达地面。实际上可到达地面。衰变衰变10995. 0112 在地面上看其寿命膨胀在地面上看其寿命膨胀倍，倍，B.Rossi, D.B.Hall 1941【例例】孪生子佯谬和孪生子效应孪生子佯谬和孪生子效应 196

21、1年，美国斯坦福大学的海尔弗利克在分析大年，美国斯坦福大学的海尔弗利克在分析大量实验数据的基础上提出，寿命可以用细胞分裂的次量实验数据的基础上提出，寿命可以用细胞分裂的次数乘以分裂的周期来推算。对于人来说细胞分裂的次数乘以分裂的周期来推算。对于人来说细胞分裂的次数大约为数大约为50次，而分裂的周期大约是次，而分裂的周期大约是2.4年，照此计年，照此计算，人的寿命应为算，人的寿命应为120岁。因此，用细胞分裂的周期岁。因此，用细胞分裂的周期可以代表生命过程的节奏。可以代表生命过程的节奏。 设想有一对孪生兄弟，哥哥告别弟弟乘宇宙飞船去设想有一对孪生兄弟，哥哥告别弟弟乘宇宙飞船去太空旅行。在各自的参

22、考系中，哥哥和弟弟的细胞分太空旅行。在各自的参考系中，哥哥和弟弟的细胞分裂周期都是裂周期都是2.4年年。但由于时间延缓效应，。但由于时间延缓效应，在地球上的在地球上的弟弟看来，飞船上的哥哥的细胞分裂周期要比弟弟看来，飞船上的哥哥的细胞分裂周期要比2.4年长年长，他认为哥哥比自己年轻。，他认为哥哥比自己年轻。而飞船上的哥哥认为弟弟而飞船上的哥哥认为弟弟的细胞分裂周期也变长，弟弟也比自己年轻。的细胞分裂周期也变长，弟弟也比自己年轻。 假如飞船返回地球兄弟相见，到底谁年轻就成了难假如飞船返回地球兄弟相见，到底谁年轻就成了难以回答的问题。以回答的问题。 问题的关键是，时间延缓效应是狭义相对论的结果问题

23、的关键是，时间延缓效应是狭义相对论的结果，它要求飞船和地球同为惯性系。要想保持飞船和地，它要求飞船和地球同为惯性系。要想保持飞船和地球同为惯性系，哥哥和弟弟就只能永别，不可能面对球同为惯性系，哥哥和弟弟就只能永别，不可能面对面地比较谁年轻。这就是通常所说的面地比较谁年轻。这就是通常所说的孪生子佯谬孪生子佯谬（twin paradox）。 如果飞船返回地球则在往返过程中有加速度，飞船如果飞船返回地球则在往返过程中有加速度，飞船就不是惯性系了。这一问题的严格求解要用到广义相就不是惯性系了。这一问题的严格求解要用到广义相对论，计算结果是，对论，计算结果是，兄弟相见时哥哥比弟弟年轻。兄弟相见时哥哥比弟

24、弟年轻。这这种现象，被称为种现象，被称为孪生子效应。孪生子效应。 1971年，美国空军用两组年，美国空军用两组Cs（铯铯）原子钟做实验。原子钟做实验。发现绕地球一周的运动钟变慢了发现绕地球一周的运动钟变慢了20310ns，而按广义而按广义相对论预言运动钟变慢相对论预言运动钟变慢184 23 ns，在误差范围内理在误差范围内理论值和实验值一致，验证了孪生子效应。论值和实验值一致，验证了孪生子效应。 例例1. 带正电的带正电的 介子是一种不稳定的粒子，介子是一种不稳定的粒子，当它静止时，平均寿命当它静止时，平均寿命 t =2.5 10-8s，然，然后衰变为一个后衰变为一个 介子和一个中微子。在介子

25、和一个中微子。在实验室产生一束实验室产生一束v =0.99C的的 介子，并测介子，并测得它在衰变之前通过的平均距离为得它在衰变之前通过的平均距离为52m。这些测量结果说明什么？这些测量结果说明什么？ S系：系： 介子；介子；S系：实验室系：实验室考虑时间膨胀效应：考虑时间膨胀效应：2)(1cvtt 则则:mtul6 .521077. 110399. 078 解：解：若不考虑相对论效应若不考虑相对论效应tt 它在实验室走过的距离为：它在实验室走过的距离为：tul “洞中方一日，世上已千年洞中方一日，世上已千年”= 2.5 10-8s88105 . 210399. 0m4 . 72899. 011

26、05 . 2 =1.77 10-7s S系：系： 介子；介子；S系：实验室系：实验室例例2.一宇宙飞船以一宇宙飞船以 v = 9 103 m/s 的速率相对的速率相对地面匀速飞行，飞船上的钟走了地面匀速飞行，飞船上的钟走了5s，地面上的地面上的钟测量经过了多少时间？钟测量经过了多少时间？ 解：解：st5 21cutt tt 原时原时s000000002.528310310915设：设： S 系：飞船系：飞船S 系：地面系：地面依题意，依题意，t 求求：飞船速度远小于光速，时飞船速度远小于光速，时间延缓效应不明显。间延缓效应不明显。故：当故：当 v c 时，时， tt，可视为参照系无关。，可视为

27、参照系无关。 且在且在SS系中测得其长度为系中测得其长度为3、 狭义相对论时空观之三狭义相对论时空观之三尺缩效应尺缩效应设一长尺固定于设一长尺固定于SS系中系中( (沿沿xx方向方向) )L固有长度固有长度(Proper length)(Proper length) 、原长、静长、原长、静长注意：应注意：应同时同时测量两端的测量两端的坐标坐标。xy1x定量考虑长度测量与参考系的关系。定量考虑长度测量与参考系的关系。xyuxyuxy1x2x现欲现欲在在S S系系测其长度测其长度L L( (运动长度运动长度) )事件事件1 1：尺的右端点经过：尺的右端点经过x x1 1( (时刻为时刻为t t1

28、1) )事件事件2 2：尺的左端点经过：尺的左端点经过x x1 1( (时刻为时刻为t t2 2) )两事件在两事件在S S和和SS系中的时间间隔分别为系中的时间间隔分别为 t t和和 ttS系中系中测得的测得的静止长度静止长度：LS系中系中测得的测得的运动长度运动长度：12xxL)(12ttutu t：固有时；固有时； t：运动时运动时 t 221cut 故静止长度为：故静止长度为：tuL 221cutu 221cuL亦即：亦即：L1 L 长度收缩长度收缩(尺缩效应尺缩效应)Length Contractionxy1xxyuxyuxy1x2x12xxL )(12ttu tu 221cuL 相

29、对某一参照系静止的棒长度为相对某一参照系静止的棒长度为 L,在另一参照系看要短一些。在另一参照系看要短一些。 即：即：L L即：即：原长最长原长最长相对论效应之三：相对论效应之三： 运动的尺度缩短效应。运动的尺度缩短效应。结论结论LLcuLL12)(1 1xxyxyuxyuxy1x2xQ：在沿着物体相对运动的方向上发生在沿着物体相对运动的方向上发生长度收缩，而在与此垂长度收缩，而在与此垂直的方向上长度测量的结果怎样？是否存在长度收缩效应？直的方向上长度测量的结果怎样？是否存在长度收缩效应？说明：说明：3、当观察者所在参考系与、当观察者所在参考系与“静系静系”的相对运动速度的相对运动速度足够小时

30、：足够小时：cu 11122cu LLL1 此时又退化到了此时又退化到了“绝对时空绝对时空”的情形。的情形。LLcuLL12)(1 1、长度收缩长度收缩只发生在沿着物体相对运动的方向上只发生在沿着物体相对运动的方向上，而，而在与此垂直的方向上长度测量的结果总是不变的。在与此垂直的方向上长度测量的结果总是不变的。2、这种长度缩短不同于热胀冷缩，与物质结构无关；、这种长度缩短不同于热胀冷缩，与物质结构无关；例例3. 5m 长的宇宙飞船，以长的宇宙飞船，以 u =9 103 m/s 相对地面飞行相对地面飞行, 在地面上测其长度为：在地面上测其长度为：21CuLL可见：可见：L L，即：当，即：当 v

31、 c，要么能量是虚数，要么质量是虚数。假如存在这样的粒子，虚数的能量与质量有没有物理意义呢？应该如何解释它们的意义？能否推出可观测的预言？只要找到这种粒子存在的证据，找到检测这种粒子的方法，找到使这种粒子的运动发生偏转的方法，就能实现超光速通信。 17.量子场论 到目前为止，除引力外的所有物理现象都符合粒子物理的标准模型。标准模型是一个相对论量子场论，它可以描述包括电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用在内的三种基本相互作用以及所有已观测到的粒子。根据这个理论，任何对应于两个在有类空距离的事件处所作物理观测的算子是对易的(any pair of operators corresponding t

32、o physical observables at space-time events which are separated by a space like interval commute)。 原则上讲，这意味着任何作用不可能以超过光速的速度传播。但是，没有人能证明标准模型是自洽的(self-consistent)。很有可能它实际上确实不是自洽的。无论如何，它不能保证将来不会发现它无法描述的粒子或相互作用。也没有人把它推广到包括广义相对论和引力。很多研究量子引力的人怀疑关于因果性和局域性的如此简单的表述能否作这样的推广。总而言之，在将来更完善的理论中，无法保证光速仍然是速度的上限。 18.

33、祖父悖论(因果性) 反对超光速的最好证据恐怕莫过于祖父悖论了。根据狭义相对论，在一个参考系中超光速运动的粒子在另一坐标系中有可能回到过去。因此超光速旅行和超光速通信也意味着回到过去或者向过去传送信息。如果时间旅行是可能的，你就可以回到过去杀死你自己的祖父。这是对超光速强有力的反驳。但是它不能排除这种可能性，即我们可能作有限的超光速旅行但不能回到过去。另一种可能是当我们作超光速旅行时，因果性以某种一致的方式遭到破坏。 总而言之，时间旅行和超光速旅行不完全相同但有联系。如果我们能回到过去，我们大体上也能实现超光速旅行。 第三部份：未定论的超光速的可能性 19。快子(tachyon) 快子是理论上预言的粒子。它具有超过光速的局部速度(瞬时速度)。它的质量是虚数，但能量和动量是实数。有人认为这种粒子无法检测(译注：那这种预言有什么意义，但实际未必如此。影子和光斑的例子就说明超过光速的东西也是可以观测到的。 目前尚无快子存在的实验证据，绝大多数人怀疑它们的存在。有人声称在测Tritium贝塔衰变放出的中微子质量的实验中有证据表明这些中微子是快子。这很让人怀