超光速

超光速旅行和通信是推测的物质或信息传播速度快于光速 (c)。 狭义相对论意味着只有静止质量为零的粒子（即光子）才能以光速传播，而没有任何东西传播得更快。

已经假设速度超过光速的粒子（快子），但它们的存在将违反因果关系并意味着时间旅行。 科学共识是它们不存在。 另一方面，明显的或有效的 FTL 取决于这样的假设，即异常扭曲的时空区域可能允许物质在比光在正常（未扭曲）时空中更短的时间内到达遥远的位置。

进入21世纪，根据当前的科学理论，物质在局部扭曲的时空区域中需要以慢于光速的速度运动。 广义相对论不排除表观 FTL； 然而，任何明显的 FTL 物理合理性目前都是推测性的。 明显的 FTL 提议的例子有阿尔库别瑞驱动器、克拉斯尼科夫管、可穿越虫洞和量子隧道。

在本文的上下文中，FTL 是信息或物质的传输速度快于 c，常数等于真空中的光速，即 299,792,458 米/秒（根据米的定义）或大约每秒 186,282.397 英里。 这与超光速旅行不太一样，因为：

• 有些进程传播速度比 c 快，但不能携带信息。
• 在一些光以 c/n 速度传播的材料中，其他粒子可以比 c/n 传播得更快，从而导致切伦科夫辐射。

这些现象都不违反狭义相对论或造成因果关系问题，因此都不符合此处所述的 FTL。

在下面的例子中，某些影响可能看起来比光传播得更快，但它们传递能量或信息的速度并不比光快，因此它们并不违反狭义相对论。

对于地球上的观察者来说，天空中的物体一天内绕地球转一圈。 从地球静力学的角度来看，对于彗星等物体来说，它们的速度也可能从亚光速到超光速变化，反之亦然，这仅仅是因为与地球的距离不同。 彗星的轨道可能超过 1000 个天文单位。 半径为 1000 个天文单位的圆的周长大于一个光日。 换句话说，在这样的距离处的彗星在地球静力学中是超光速的，因此是非惯性的。

如果激光束扫过远处的物体，则很容易使激光光斑以大于 c 的速度穿过物体。 类似地，投射到远处物体上的影子可以比 c 更快地穿过物体。 在这两种情况下，光从光源传播到物体的速度都不会比 c 快，任何信息的传播速度也不会比光快。

在单个参照系中运动的两个物体靠得更近的速度称为相互速度或接近速度。 这可能接近光速的两倍，就像两个粒子以接近光速的速度相对于参考系沿相反方向行进的情况一样。

想象一下，两个快速移动的粒子从对撞机类型的粒子加速器的相对两侧相互接近。 闭合速度将是两个粒子之间的距离减小的速率。 从相对于加速器静止的观察者的角度来看，这个速率将略小于光速的两倍。

狭义相对论并不禁止这一点。 它告诉我们，使用伽利略相对论来计算其中一个粒子的速度是错误的，因为它是由与另一个粒子一起行进的观察者测量的。 也就是说，狭义相对论给出了计算这种相对速度的正确速度加法公式。

计算加速器坐标系中在 v 和 -v 处移动的粒子的相对速度是有指导意义的，这对应于 2v > 的闭合速度。 C。 以 c 为单位表示速度，β = v/c：

β rel = β + β 1 + β 2 = 2 β 1 + β 2 ≤ 1。