“快子”作为一种可以超越光速的粒子，不违反相对论吗？ 1905年

1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，成为奠基现代物理学的重要基石。在狭义相对论中，有两个重要的前提假设，一个是有质量的物体运动速度不会超过光速，即光速不变原理。另一个是物理定律在所有非惯性参考系中保持不变。狭义相对论提出以后，将物质所在的空间和时间统一为一个实体，即时空，在时空中运动的物质，包括各种微观粒子的运动速度，都会与时间以及光速有关。

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【“快子”作为一种可以超越光速的粒子，不违反相对论吗？】关于“快子”的猜想
通过爱因斯坦的狭义相对论，科学界普遍得到一个“既定”的事实，那就是光速代表着现代宇宙中的速度极限，没有任何物质可以超越光速。不过，关于速度极限问题，科学家们也一直在做着相关的实验和观测，试图寻找超越光速的现象以及物质的存在。

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比如，欧洲核子研究中心于2012年9月宣布，他们发现了一些粒子比如中微子等，在一定条件下可能以高于光速的速度行进。这对于现代物理学来说，绝对是一个“重磅炸弹” ，由于这一观测结果事关影响非常重大，需要持续进行高精度的重复实验以及其他实验来加以验证。
其实，早在上世纪60年代，美国哥伦比亚大学范伯格教授就提出了一种猜想，认为在宇宙空间中存在着另外一种截然不同的粒子，即超光速粒子，也被称为“快子” ，这些“快子”组成了另外一个宇宙空间。在这个“全新”的宇宙空间中，一个能量为零的粒子是以无穷大的速度（肯定超越光速）运动的，如果在行进过程中这个粒子吸取了能量，那么它的运动速度就会变慢，直至获得无穷大的能量，速度才降到光速。这种粒子以及它的运动状态，正好与我们所处宇宙的情况相反。

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也就是说，在假想的“快子宇宙”中，任何情况下，快子的运动速度都比光速快，而按照狭义相对论，在我们所在的“慢宇宙”中，在任何情况下，一个物体的运动速度不可能比光速运动的快，所以，光速则成为两种宇宙的“分界线” 。根据范伯格的假设， “快子”这种粒子是从具有“虚质量”的量子场中产生，这解释了为什么狭义相对论的光速不变原理为何没有限制“快子”的速度。

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“快子”违反狭义相对论吗？
如果我们认可“快子”真的存在的话，那么和普通“慢子”之间，它们的特点对应关系为：
·快子：质量是虚数（质量的平方为负数），速度比光速要快，而且永远不能降低到亚光速。
·慢子：质量是实数（质量的平方为正数），速度比光速要低，而且永远不可向上超越光速。
为了解释它们的速度与能量之间的关系，我们可以绘制一个下面的图来加以说明。
普通物质的运动特征线是红线，随着速度的提高，按照爱因斯坦狭义相对论推导出来的质速方程，其运动质量也会随之增加，再根据爱因斯坦质能方程，要达到更高的速度，物质要获取的能量必须越来越大，当达到一定程度以后，哪怕提高一点点速度，所需要注入的能量就会非常大。理论上，要想将普通物质的速度达到光速，所需的能量就将是无穷大，显然可以得出结论：普通物质的速度都只能接近光速，但永远不可能超越光速。

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对于“快子”物质来说，情况正好相反，按照假想中它的特性，想要使其减速到光速，就必须注入无穷大的能量。因此， “快子”物质的运行速度，只能向下无限接近光速，但是永远不会越过光速变为亚光速，也就是说“快子”物质永远都是超光速运行的。

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从以上分析可以看出，光速是一种速度的屏障或者壁垒，是横亘在普通物质和“快子”类物质之间不可逾越的界线。从某种意义上说， “快子”这种猜想中超光速运行的物质，并不违反相对论，因为相对论并不禁止超光速这种现象的存在，而只是禁止物质从亚光速“超越”过“光速”这个界限。