引力

所有物质之间互相存在的吸引力,即万有引力,与物体的质量有关,运算公式：F=GMm╱R^2.引力为什么产生,牛顿发现了引力问题,是他在思考问题时被苹果砸在头上（很可能是杜撰的）.想到了引力的问题.

但是对为什么产生引力目前没有解释.近代物理（广义相对论）认为万有引力是由于时空弯曲而产生,并认为宇宙当中的曲线运动在四维时空中是直线运动.

引力的产生与质量的产生是联系在一起的,质量是物质的内秉性质,由空间的变化产生的一种效应,引力附属质量的产生而出现.

为什么说吸引力的速度不能超过光速？

引力为什么不能超过光速关于这个问题，我觉得要从引力的本质说起。关于引力，也就是说为什么苹果会落到地面上的现象。最早亚里士多德提出了一套我们现在看起来还蛮搞笑的理论。不过，后来牛顿提出了一套解决方案。这也就是大名鼎鼎的万有引力定律。从这个定律当中，我们知道引力和物体的质量成正比，和距离的平方成反比。

在牛顿在这套体系里，牛顿假设了空间和时间是独立的，并且是刚性的，意思是，每个人的一厘米，一秒钟都是一样的，和运动无关，这也被称为牛顿的绝对时空观。

这样的时空观，就会涉及到一个问题，那就是引力的本质是什么？牛顿认为，引力是一种超距作用，意思是瞬间实时的传递，说白了就是，如果太阳突然间消失了，地球就会立马沿着轨道的切线飞出轨道。至于为什么引力就是一种超距作用，牛顿也无法解释。

这之后，爱因斯坦提出了自己的不同看法，他认为，时间和空间是可以统一起来看的，并称为时空。而引力的本质，就是是时空的弯曲。

具体来说就是，在爱因斯坦的相对论中，时间和空间并不是刚性的，而是可以弯曲的，弯曲的程度取决运动状态和质量。

著名的物理学家惠勒就曾经这么总结过:

物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何运动。就拿太阳系来说，太阳压弯了周围的时空，而地球以及各个行星呢？它们其实都时沿着时空的测地线在运动，测地线其实就是三维时空中两点之间的最短距离。如果放到二维平面上，就是一条直线。因此，地球之所以绕着太阳转，是因为时空的扭曲的结果。

同理，光之所以无法从黑洞中逃脱出来，就是因为黑洞严重扭曲的时空。

而爱因斯坦是所以可以统一”时间“和”空间“，其实是通过光速不变原理和伽利略变换推导而来。狭义相对论告诉我们，光速时时空的特殊属性，它描述了任意两个时间之间的时空距离。

如果拿太阳系作为一个例子，太阳如何突然间消失了，地球并不会立刻沿着轨道的切线方向飞出去，这是以为时空距离的存在，信息会以光速的形式传播，这需要8分20秒后，地球被时空”告知“该沿着切线方向飞出去了。

所以，由于引力的本质是时空的弯曲，所以它也同样受到的光速不变原理的约束。

而光速不变原理约束的是信息，物质，能量的传递。目前来看，爱因斯坦对于引力本质的解释是主流科学界的主流认同。当然，还有人提出了”引力子“理论，不过这个理论和实际观测存在较大的误差，因此并没有被广泛接受。但即使是再”引力子“的理论当中，也不可能出现超光速的情况，粒子物理标准模型中，只有静止质量为零的粒子才能够达到光速，但不能超光速。也就是说，不仅是引力，四大作用力的电磁力，强相互作用力，弱相互作用力都无法超光速传递。

所以，总结一下，牛顿对于引力的认识，他认为引力是超距作用，也就是说可以超光速。但是目前主流的看法认为，引力的本质是时空的弯曲，因此引力是无法超过光速的。

其他超光速的现象其实很一些超光速的现象存在。最常见的就是空间膨胀的速度。首先，我们要搞清楚，空间是如何膨胀的，如果我们拿一个面包来举例子，拿空间的膨胀其实就是面包整体变大，各处的成比例的膨胀。

而在宇宙大爆炸之初，空间就发生了剧烈的膨胀，被我们称为大暴胀。在宇宙大爆炸之后的10^-36 秒到10^-32秒内，宇宙发生了100次加倍，膨胀为原来的的10^30倍。要知道可观测宇宙的直径是930亿光年，这个膨胀的效果，就好比把一粒沙子放大到可观测宇宙那么大，然后再把可观测宇宙看成像一粒沙子那么大，再膨胀到可观测宇宙那么大。而这一切仅仅发生在不到一秒钟内，远远超过了光速。

除了宇宙大爆炸之初，目前宇宙一些地方的膨胀速度也远远超过了光速，而且根据1998年两个科学小组对于1a型超新星的观测结果来看，宇宙竟然还在加速膨胀。其实得出这样的结果科学家也很无奈，于是，不得不假设存在暗能量来解释，暗能量对于宇宙空间的作用正好和引力相反，提供的是一种排斥力。

所以，虽然引力无法超过光速，但事实上，是存在超光速的现象的。

吸引力的速度不能超过光速？

为什么？

宇宙中物体运动的最快速度是真空中的光速，而引力的传播速度正好等于光速！

牛顿在创立经典力学的时候，认为万有引力的作用是瞬时的，这个观点源于当时实验条件和理论的局限性；直到上世纪，爱因斯坦建立相对论，得出一个重要的推论——“光速是我们宇宙中有效信息传递的最快速度”。

这一推论暗示着经典力学中的万有引力定律存在缺陷，经过十年的努力，爱因斯坦最终在1915年建立广义相对论，解决了经典力学中引力的传播问题。

爱因斯坦的引力场方程给出，引力以及引力波的传播速度，都是等于光速的；其中引力波的传播速度，在2017年的双中子星合并事件中得到了验证。

目前被认可超光速的只有宇宙膨胀速度，按照主流科学认同的观点，宇宙诞生于138.2亿年前的奇点爆炸（量子涨落），而目前的可观测宇宙直径大约是930亿光年，而不可观测的宇宙直径科学家预测至少23万亿光年。很明显宇宙的膨胀速度是超光速的。

除此之外还有量子纠缠的速度超光速，爱因斯坦把这种效应称为“鬼魅般的超距作用”。爱因斯坦最接受不了的恰恰是这种瞬时的和超级的作用。牛顿提出万有引力定律，根据其质量乘积正比距离平方反比公式，我们可以计算引力的大小。但是在牛顿时代认为科学家大多数认为引力是超距作用的，什么是超距作用哪？

简单的举个例子：对于日地系统如果太阳突然消失，那么地球会在八分半钟之后脱轨同时看不见太阳。但是牛顿时代认为太阳突然消失，地球立刻脱轨。这就是超距作用，不需要时间瞬时完成。

前边提到了爱因斯坦比较讨厌这种超距作用，1905年物理学奇迹年爱因斯坦提出了狭义相对论，对于光速不变做了解释。大约是十年后1915年提出广义相对论，对于引力从本质上进行了解释，认为引力是时空发弯曲的外在表现形式。可以简单地理解为：质量告诉时空如何弯曲，弯曲的时空告诉物体如何运动。

并且从广义相对论出发对于引力波的存在进行了预言，在2016年科学家也通过两颗黑洞的合并发现了引力波的存在，简单地说就是时空涟漪。引力波的速度等于光速，引力作用的速度就是引力波的速度，因此也不存在超光速一说。

但是需要指出的是，相对论说的光速不可超越，是指有效信息的传播速度不能超过光速；像“量子纠缠效应”的传播速度，就不受光速的限制，因为在量子纠缠中，传播的是随机信息并非有效信息。

标题说“宇宙中最快速度是引力的速度”，表面上也是没有问题的，但是因果关系的表述不专业，我们可以这么说“引力的传播速度等于光速，而光速是宇宙中的最快速度。”

宇宙中有哪些比光速快的现象？

爱因斯坦相对论的认为：任何有质量物体的移动速度都不可能超过真空中的光速。这就是光速的不可超越性，它针对“有质量”物体的移动速度。但我们不甘心，为了研究超光速，又到底有没有那种，不考虑“有质量”和“移动”，仅考虑两个物体的之间的关系，比光更快的现象呢？答案是有的，而且人类可能从这些现象中受到很大启发。

先说四种已存在的比光跟快的现象：

1.量子纠缠

量子纠缠的解释：在量子力学里，当几个粒子在彼此相互作用后，由于各个粒子所拥有的特性已综合成为整体性质，无法单独描述各个粒子的性质，只能描述整体系统的性质，则称这现象为量子缠结或量子纠缠（quantum entanglement）。量子纠缠是一种纯粹发生于量子系统的现象；在经典力学里，找不到类似的现象。

量子纠缠

简单来说，就是量子之间形成相互影响，一个量子的状态发生改变，另外的量子也会跟着发生对应改变，这种现象就是量子纠缠。而实验发现把两个量子的距离拉到很远，这种现象仍然有效。量子纠缠中两个量子相互影响的速度，也就是一个量子状态改变后，另外一个量子随之发生对应改变的速度，是光速的几万倍。量子纠缠的原理仍然是科学界一个谜团，但量子纠缠的高度保密性、远超光速等特性让人类对它的研究没有断过。目前我国在量子纠缠领域处于领先地位，我国首次在“墨子号”卫星上实现地星双向量子纠缠，甚至实现了距离达7600公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。

复杂量子纠缠

2.电磁波的相速度

我们知道光具有波粒二象性，光既有粒子的特性，又有波的特征。而从波的特征来看，波的传播不是单纯一条直线传播，而是传播的时候有波峰和波谷。用一个形象的比喻，光的传播就像电钻头一样，电钻头前进的速度是光速，而相速度，就是电钻头旋转的速度。电钻头向前沿直线走，而旋转的相速度不是直线却能在光的方向跟光一样快，所以相速度超光速。但相速度超过光速只是一种非物质的速度现象，也就是说相速度仅仅是光传播时的现象特性，不可传递信息。所以也不违背相对论！

光的相速度

3.宇宙膨胀

天体的普遍红移现象，表明宇宙一直在膨胀，科学家推测宇宙的膨胀速度超过光速。这个理论的其中一个结果，是我们能看到的宇宙只是宇宙第一部分，我们看不到的宇宙的部分可能由于他们的光线比宇宙膨胀速度慢，而永远无法到达我们这里。随着宇宙膨胀，未来我们能看到的宇宙可能会越来越少。也许我们能看到天体之间很多部分都是黑的，就是因为那些地方的光线的速度比宇宙膨胀速度慢，那些光线已经永远无法到达地球。宇宙膨胀是空间膨胀，不直接牵扯到物质，所以这种光速不违背相对论。

宇宙膨胀

4.逻辑现象的速度

如果我把一双手套随机放到两个相同的盒子里。不打开盒子，我是不知道左手套在其中哪一个盒子中。如果我把一个盒子放在地球上，另一个盒子带到火星。当我打开地球上的盒子，发现为右手套。那我同时就知道远在火星上的盒子为左手套。从速度来看，火星之间的最近距离，光需要走183秒。而我们在知道第一只收到是哪一只的时候，立刻就知道了火星上是另外一只。这个距离和时间算出来的速度，超过光速。但是这种仅仅是逻辑现象的速度，只是思考两个物体的关系，并非直接的物理学现象。所以对了解超越光速意义不大。

逻辑上超光速

除了上述四种自然现象之外，在特定境况下，粒子可能超越光速：

如光在水中传播的时候，光速只有真空光速的75%。而微观粒子在水中传播的速度可以超过光速。当粒子在水中传播速度超过光速的时候，会产生光爆效应，肉眼看起来会形成类似烟花爆炸时的持续光束。光爆效应的原理是什么？跟飞机超音速飞行产生音爆类似，当飞机飞行速度超过音速，飞机所发出的疏密状的音波无法跑到飞机前方，所以就全部叠在机身后方，形成了圆锥形状的音锥和强烈的像爆炸一样的声音，这个声音就是音爆。

水中光速只有真空光速的75%

水中电子速度比光快时发生光爆

另外还有几种理论上超光速的现象：

虫洞：

虫洞是把三维空间进行扭曲，在让很远的距离，通过很近距离就可以达到的一种方式。就好像把一张纸弯曲，把纸上的两个点靠近，在三维空间中两个点靠近了，但是在二维空间中，两个点仍然有距离。虫洞还被认为可以进行时空穿梭，可以回到过去走到未来，于是人们对它的特别向往，但人类迄今为止还没有条件做虫洞的实验。

虫洞对空间的折叠

曲速引擎：

曲速引擎也叫曲率引擎。是一种运用空间翘曲实现加速最终可以达到超过光速的装置。爱因斯坦相认为引力是空间扭曲造成的，也是利用产生引力类似的原理，进行空间扭曲。先在曲速飞行器周围制造人工的空间气泡，然后把飞行器前后空间进行扭曲，从让飞行器相对外部空间移动，这种移动由空间扭曲造成，所以跟相对论也不矛盾，并可以超越光速。曲速引擎最初从科幻小说中被构思出来，但具体的曲速引擎实现的原理，至今没人公布出来。据说种技术在国外已经有科学家在研发。

曲速飞船

爱因斯坦给了人类光速不可超越性这个边界，但边界总是用来突破的，人类的认识就总在突破边界，总是通过一个边界的思考找到另外一个边界。