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我们都知道宇宙的极限速度是每秒2亿9千9百7十9万2千4百5十8米，这个速度是宇宙中任何形式的能量所能达到的最高速度。我们测量出来的引力波是这个速度，光在真空中也是这个速度，理论上胶子也应该是这个速度！可以看出这个速度并不是光的专利，而是所有无质量粒子生下来都可以达到这个速度！
但是组成我们现实世界的这些粒子，包括质子、中子和电子，无论我们如何努力，都没有办法把它们加速到光速。原因很简单，因为它们有质量。
这是狭义相对论告诉我们的原因，那为什么有质量的物体就不能达到甚至超过光速呢？狭义相对论就说，随着质量物体越逼近光速，它的相对论质量就会趋于无穷大，所以我们不能把有质量的物体加速到光速。
这样的解释好像啥也没说，更像是进一步地强调了光速极限，并没有说不能超光速的本质原因。所以说，不能超光速的本质原因，我们现在并不知道。
因此质量物体的光速极限，在物理学中它算得上是一个基本原理，基本原理也可以认为是公理，没有办法证明，也不需要证明，意思就是说，我们的世界就是这个样子的。
是不是觉得有点不讲道理，其实并不是的，这就是人类科学发展的一般方法，叫公理体系。目前来说，光速极限符合我们的逻辑要求，也符合我们观测实证，所以我们可以认为它是一个不需要证明的公理。
但是你完全可以假设光速极限的公理是错误的，然后在你假设的这条新公理的基础上进行逻辑演绎，然后得出一系列定理，如果你的整个理论体系完美自洽，而且符合观测实证，那就说明在某种情况下，质量物体是可以超光速的。
这就像是当年罗巴切夫斯基，他就觉得欧氏几何中的第五条公理，平行线公理有问题，他就假设在一平面内，过直线外一点，可作至少两条直线跟已知直线平行。
然后根据这个新公理，就推导出了一系列逻辑自洽的定理，发现它们并不矛盾，这就是双曲几何，或者叫马鞍面几何。
不过，你要是假设光速极限是错误的，那这条路它肯定走不通，只要你假设质量物体或者是信息可以超过光速，你肯定会遇到逻辑上的困难。
因为超光速它违背了因果律，因果律是我们现实世界最底层的构架，如果没有因果律，你会看到导弹先爆炸，然后才发射，目标先中弹、然后才开枪，等等这些逻辑混乱的事情。
当年爱因斯坦正是因为考虑到了一点，才会坚持光速极限这个原理，进而在狭义相对论中利用公式限制了质量物体超光速的可能，而且他的狭义相对论本身就是强调因果律的一个理论。
质速
我们都知道，在1935年的时候，爱因斯坦还利用光速极限原理弄了一个EPR悖论，来攻击量子力学，说量子力学还不完备。爱因斯坦当时就认为，你量子力学就算违反了现实的决定性，总不能超光速，总不能违背因果律吧，可没想到量子力学还真就超光速了，这里的超光速就是我们说的量子纠缠。
量子纠缠目前对我们来说完全就是一个迷，我们不知是什么东西在纠缠，为什么会纠缠，纠缠背后的机制是什么？完全不知道，但目前认为这种纠缠，因为量子的随机性不能传递任何有用的信息，所以它不违反光速极限原理，当然也就不违反因果律了。
其实以上就是目前对光速极限原理最好的理解了。但是我知道有些人并不满意这样的解释，那就看一下下面这个，它可是实实在在的限制粒子所能携带的能量，这也算上是宇宙对速度的一个限制。在说这个之前，我们先回顾一下人类的速度极限。
在大型强子对撞机中，质子的速度达到了每秒2亿9千9百7十9万2千4百5十5米，这是人类创造出来的速度最快的质子了。但这并不是人类的速度极限。
有一个粒子它比质子轻了 1836倍，所以加速它来说比质子就要容易得多了，这就是电子，在LEP中，也就是LHC的前身，当年人类把电子加速到了每秒2亿9千9百7十9万2千4百5十7.9964米，只比真空中的光慢了3.6毫米/秒。
可以说差一点就达到光速了，人类可真是牛呀，那这一点差在了哪？当然是能量，在地球上我们用的是化学能源，加速器的能量在Gev级别，这个G叫吉，是10⁹，也叫十亿电子伏特。
那么在宇宙中也有很多自然形成的加速器，比如大质量黑洞的物质喷流，超新星爆发、中子星碰撞等等这些超高能量的爆发事件，它们都会产生大量的宇宙射线，这些宇宙射线基本上都是有质子组成的。那么跟这些自然界的加速器比起来，人们建造的LHC简直就像是学龄前儿童的的玩具一样。
现在我们看到的是M87星系中心黑洞的物质喷流，那里的磁场是人类创造的磁场强度的数十亿倍。
它们加速粒子的最高能量就不能用Gev来表示了，而是会用到 Tev，叫太电子伏特也就是10^12 ev，甚至会用到Pev，叫拍电子伏特来衡量，也就是 10^15 ev，甚至会一路飙升到10^19 ev以上!
你想一下，我们在地球的Gev，10⁹都把质子快加速到了光速了，那么宇宙中的10^19 ev，还不把质子直接送上天。
但是，根据我们在地球上的接受到的宇宙射线来看，所有质子的能量好像有一个阈值，它们携带的能量都没有超过5×10^19 eV。
好像有什么东西限制了质子的能量。也就是说宇宙不让质子的能量超过这个能量，那能量不能提高，那速度肯定就上不去了。
最后我们给出一个解释是这样的，在宇宙的空间中弥散着大量的光子，这些光子的平均温度只有2.7开，那每个光子能量也就只有大约0.00023电子伏特，这个能量很小很小，这就是宇宙的微波背景。
虽然它的能量很小，但是当一些携带巨大能量的带电粒子，在宇宙空间中穿梭的时候，它就会与这些光子发生相互作用，产生一些新的粒子。
比如说，当一个带电子粒子能量达到了10^17ev以上，就会在与微波背景光子的碰撞中产生正负电子对，然后损失能量，由于电子质量比较低，所以这个能量损失过程比较慢。
但是当一个带电子粒子能量达到了5×10^19 eV以上的话，就会产生中性π介子，一个中性π介子的质量是电子的264.1129倍，所以每一个中性π介子的产生就会损耗掉135Mev的能量，Mev是百万电子伏特，10⁶。
这个能量损失的速度就比较快了，所以当一个带电粒子的能量高过了5×10^19 eV，宇宙就会迅速让他降到这个能量以下，所以我们在地球上发现的宇宙射线能量都没有超过这个值。
这个阈值就是所谓的带电粒子的GZK极限。那么这个极限对于质子的速度就意味着，它可以达到每秒2亿9千9百7十9万2千4百5十7.99999999999999999999918米。
这个速度可以说跟光速已经没有啥区别了，如果我们现在让这样的质子和光子赛跑，去比邻星的话，质子仅仅会落后22微米，700飞秒后它就会达到。
如果让它俩去254万光年外的仙女座星系，打个来回，距离大约是500万光年，质子大约会慢13秒左右。可以说，这样的质子已经跟光子跑得差不多快了。
所以根据GZK极限，在一个充满微波背景光子的宇宙中，我们是不可能达到光速的，因为我们是由质子、中子和电子组成的，而且超光速旅行也很危险，你想一下，当我们与微波背景中的光子发生相互作用的时候，宇宙在我们看来就是一个大烤箱。我们就是鸡翅。
如果你接受不了把因果律作为光速极限的原因，那可以把GZK极限当作一个很好的解释。
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