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无法达到光速的根本原因
加速电场的传播速度为光速是被加速粒子无法超越光速的本质原因。那么粒子为什么无法达到光速呢?
理论上是可以达到光速,然而粒子时刻都与暗物质通过辐射和吸收电磁波而相互作用。粒子在运动的过程中不断地受到暗物质的真空摩擦,且这种真空摩擦随着速度的增加而增加。
2017年,斯蒂芬·巴奈特(Stephen M. Barnett)和马提亚·索尼莱特纳(Matthias Sonnleitner)研究发现,一个“真空”中运动的衰变原子会受到类似于摩擦力的阻力。真空的定义是完全虚无的空间,无法对其中的物体施加摩擦力。真空摩擦与相对论矛盾,因为这意味着在两个不同坐标系中的观察者将会看到原子以不同的速度运动,大部分观察者将会看到原子因为摩擦力减速,但是跟随原子运动的观察者不会看到这一现象。索尼莱特纳正考虑质量变化的可能,扩展当前使用的成功模型,以更好地描述原子-光相互作用。自然这仅仅是一个相对较小的修正,可以帮助完善该理论。重新研究,重新思考从来不是错误的,在必要的时候,甚至可以修改已有的理论。
暗物质对可见物质产生的真空摩擦与可见物质的质量有关,也与暗物质的密度有关。暗物质的密度越大,真空摩擦越大;可见物质相对暗物质的运动速度越大,真空摩擦越大。在巨大星体周围以及黑洞周围,暗物质的密度极高,因此黑洞或巨大星体周围的暗物质可以产生显著的真空摩擦力。
加速电场的传播速度为光速,即被加速的粒子的牵引力或推动力的传递速度为光速,因此被加速粒子最大速度是光速,而不是超光速。即极限速度取决于加速电场的传播速度,任何被加速的粒子不会超过加速电场的传播速度。被加速粒子无法达到光速是由于它不断与场态粒子相互作用产生真空摩擦;这种真空摩擦本质上是显态粒子与场态粒子无处不在、时时刻刻以相互诱导的电磁辐射方式相互作用。真空摩擦与粒子质量、电荷量、速度有关,牵引力与电荷量、加速电场强度有关。当加速电场对被加速粒子的牵引力等于暗物质的真空摩擦力时,被加速粒子速度达到最大值。由于场态粒子的真空摩擦存在,一旦撤除加速电场,被加速粒子的速度会逐渐降低。
当粒子不再被加速时,由于粒子与场态粒子不断作用,存在着阻力,粒子速度会逐渐降低,减速的加速度与速度成正比,这就是粒子在所谓“真空”中高速运动真空摩擦。
加速器内物质不会超光速是因为加速器采用电磁加速,电磁的传递速度是光速,那么被加速的物质的速度永远不会超过用来加速物质的传播速度。想要加速物质超光速,绝对不能采用电磁加速带电粒子,而是采用作用力与反作用力的方法才能实现超光速,而且,采用这种方法仍需考虑暗物质的“阻力”作用。
被加速粒子与场态粒子不断相互作用,由于运动状态对称性破缺,被加速粒子与前方场态粒子的间距总有变小的趋势,被加速粒子与后方场态粒子的间距总有变大的趋势。间距减小,引力和斥力同时增大,间距增大,引力和斥力同时减小,但引力的变化率均小于斥力变化率。因此运动时,场态粒子不断对被加速粒子施加阻力。
被加速粒子只能接近光速而无法达到光速的根本原因是由于场态粒子的阻力。阻力与速度成比例关系,当阻力与驱动力相等时,加速度为0,速度最大。如果卸除驱动力,被加速粒子会逐渐减小速度。这与轮船、飞机的速度不能无限增大类似。
如果认为是质增使被加速粒子不能达到光速,那么只要不达到光速,被加速粒子一定有加速度,即无论加速器的参数如何、被加速粒子的参数如何,所有被加速粒子的最大速度一定都相同,与任何参数无关。
由于暗物质的阻力存在,被加速粒子受到的阻力与被加速粒子的质量、电荷量相关;被加速粒子受到的牵引力与电荷量、加速电场强度相关,当被加速粒子受到的真空摩擦与其受到的牵引力相等时,被加速粒子达到最大速度。
总之,加速器内被加速粒子无法达到光速的原因绝对不是相对论质增效应。主要有两个原因:一是用来加速的电场的速度是光速,二是接近光速时的粒子具有极其显著的电荷运动对称性破缺特性,辐射电磁波的频率会急剧升高,阻力也急剧升高。被加速粒子随着速度增加而阻力不断增加。最终粒子的驱动力与阻力相等时达到最大速度。这与各种交通工具无法一直加速是完全相同的,飞机和轮船等都无法一直被加速,只要驱动力等于阻力就达到最大速度。尤其带电粒子接近光速时的辐射强度提高极快,只有极大幅度提高加速器的功率才能提高驱动力;辐射的能量等于从加速电场吸收的能量,驱动力等于阻力,加速度为0,速度不再增加。一旦撤除驱动力,由于不断辐射能量,速度不断降低。如果存在质增效应,只要被加速的粒子不达到光速,质量都不是无穷大,那么就会一直有加速度,无论设备参数和粒子参数是什么,被加速粒子都是直到达到光速加速度才为零。这意味着,被加速粒子的参数和设备参数根本无法影响极限速度,最终极限速度均相等。
预测与验证:
①接近光速,电子与质子辐射相当,质子动能是电子的1836倍,但电子能量损失占比却是质子的1836倍,电子更容易减速,而质子不容易减速,即质子相对容易加速。如果是质增,质量参数影响较小,减速也应该一样,两者同样好加速。
②驱动力等于阻力到达最大速度与设备和粒子参数有关;如果是质增,最大速度与设备参数或粒子参数无关。
③当撤除加速电场后,电子和质子均会速度降低,且电子的减速会更快。
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