在大众的认知里,宇宙速度的“天花板”是光速,任何物体或信息的传递都无法超越这一极限,这是爱因斯坦狭义相对论的核心观点。

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然而,量子纠缠现象的发现,让人们对这一认知产生了动摇。研究显示,量子纠缠的速度至少是光速的10000倍 ,这一数据仿佛打破了宇宙速度的限制,难道相对论错了吗?想要弄清楚这个问题,我们得先深入了解量子纠缠和相对论。

量子纠缠是一种量子力学中的奇特现象,当两个或多个微观粒子相互作用后,它们会形成一种特殊的关联状态,即便粒子相隔甚远,对其中一个粒子进行测量或操作,另一个粒子的状态也会瞬间发生相应改变,就好像它们之间存在着一种超越时空的“心灵感应”。

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比如,有两个处于纠缠态的粒子A和B,无论它们相距多远,当我们测量粒子A的自旋为向上时,粒子B的自旋会立刻变为向下。2016年的一项实验证明,量子纠缠的波函数坍缩速度至少是光速的1万倍,这一现象与我们日常生活的经验大相径庭,也让不少人对其是否违反相对论产生了疑惑。

狭义相对论提出,真空中的光速是宇宙中最快的速度,任何具有静止质量的物体都无法达到或超过光速。

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这是因为随着物体速度趋近光速,其质量会趋向无穷大,推动它加速就需要无穷多的能量,而这显然是不可能实现的。相对论的光速限制,本质上是对信息和能量传递速度的限制,它强调了因果律在宇宙中的普适性。

那么,量子纠缠速度远超光速,是否意味着相对论被打破了呢?答案是否定的。

虽然量子纠缠的速度惊人,但它并不违反相对论。原因在于,量子纠缠并没有传递实际的信息或能量。当我们对处于纠缠态的一个粒子进行测量时,另一个粒子状态的改变是随机的,我们无法控制第一个粒子的状态,来向第二个粒子传递特定的信息。

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例如,你和朋友分别拿着处于纠缠态的粒子,你想通过改变自己手中粒子的状态,向朋友传递“今天见面”的信息,但你无法控制粒子按照你的意愿改变状态,所以也就无法完成信息传递。

从本质上讲,量子纠缠所展现的超光速现象,更多的是一种量子态之间的非定域关联,反映了微观世界的奇特性质,与我们日常生活中,通过物质或能量传递来实现的速度概念有着本质区别。

在量子纠缠中,没有物质或信息从一个粒子传递到另一个粒子,只是波函数坍缩的速度非常快,而相对论限制的是信息和物质的移动速度,并非所有速度。

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量子纠缠速度超光速,并没有违反相对论。

这一神奇的现象,不仅没有颠覆相对论,反而拓展了人类对宇宙的认知边界,让我们看到微观世界与宏观世界的巨大差异,感受到物理世界的奇妙与深邃。未来,随着对量子纠缠研究的深入,相信人类会解锁更多宇宙的奥秘,创造出更多科技奇迹 。