为什么要禁止超光速？《三体》中说光锥之内就是命运是什么意思？

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有时，当我们站在浩瀚的宇宙面前时，会感到自己的渺小和微不足道。然而，相对论为我们提供了探索未知的工具。想象一下，如果一颗超新星突然在距离地近乎无法估量的地方爆炸，会发生什么？事实上，它对我们没有直接影响，直到爆炸产生的光锥穿过宇宙到达地后才能立即被检测到。这就是光锥的奥秘，也是因果的基石。

光锥宇宙因果关系的统治者

光锥作为爱因斯坦相对论的核心结构，决定了宇宙中最基本的因果关系。只有当光锥到达地时，我们才能观察到远处的爆炸。这就是经典物理学中的因果律一个事件触发另一个事件，所有这些都受到光速的。那么，当我们尝试突破光速的极限时会发生什么呢？

打破光速禁忌时空独舞

我们使用米可夫斯基时空图来理解狭义相对论，其中二维平面上的两条垂直线代表时间和空间。随着时间在地上的流逝，它在时空图中的轨迹变为34;同样，距离我们86光年的天狼星也有自己独特的世界线。在时空图中，靠近观察者的物体的世界线将与时间轴平行。作为光最特殊的存在，它的世界线是一条45度的斜线。这就是我们所说的光锥。由于光速是宇宙速度的极限，所有信息都被封闭在光锥内。这就是流行的说法34；

超新星爆炸光锥的启示

为了更深入地理解这个现象，我们认为光的世界线为34;所有低于光速的物体的世界线都落在光锥内部。假设宇宙深处发生超新星爆炸，该事件产生的光锥逐渐向外扩散。只有当光锥依次到达地和天狼星时，我们和天狼星的居民才能分别看到爆炸。假设我们掌握了一种超光通讯技术，在看到爆炸的那一刻向天狼星发送信息，那么天狼星的居民就会在爆炸发生之前知道这一事件。这似乎违背了因果法则，那这会是一个什么样的世界呢？

奇异的逆时之旅光速的尺度

我们试图追溯事件的顺序。首先发生了超新星爆炸，然后地观测到了这一事件并向天狼星发送了信息，然后天狼星收到了来自地的信息，最后天狼星也观测到了爆炸。从表面上看，一切似乎都很正常，没有违反因果关系。然而，当我们将一艘从地到天狼星的宇宙飞船添加到序列中时，事情就变得有趣了。

参考对象的转变因果关系的分叉路径

由于时间和空间在不同的参考系中是相对的，航天器感知到的空间和时间会发生变化。当我们从航天器的角度回顾这些事件时，我们会发现天狼星首先接收到来自地的信息，然后发生超新星爆炸，然后地观测到爆炸并向天狼星发送信息，最后天狼星观测到爆炸。这意味着，在超新星爆炸发生之前，天狼星就已经收到了地发出的信息，这显然违反了因果关系。所有的混乱都源于那个假设的超光通信技术。

光锥之外遥不可及的虚空

如果我们重新审视船上的事件顺序并移除那个超光速通信设备，那么一切都会恢复正常，因果关系也会恢复。这揭示了相对论强调信息传输速度不能超过光速的本质原因保持因果关系的完整性。光锥外的事件无法对光锥内的事件产生任何影响，因为它们不在彼此因果关系的范围内。我们也无法知道或感知光锥之外的任何事物。这意味着对于我们光锥之内的生命来说，光锥之外的一切都将变得无关紧要的虚无。

所以，当你看夜空时，你观察到的实际上是光锥的边缘。你看到的每一颗星星和每一缕光线都是光锥的一部分。它们告诉我们宇宙的故事，也构成了我们认知世界的边界。那么我们是否永远无法进入光锥之外的世界呢？这是一个值得我们深入思考的题，也是我们探索宇宙、追求知识的最终目标。

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