快子若存在是否需修正相对论?为何用相对论描述快子?
1. 如果快子真的存在,相对论需要修正吗?
答案是肯定的,但不是推翻相对论,而是扩展它的适用范围。
咱们平时接触的相对论主要针对亚光速物体,默认静质量是实数。但相对论的核心——洛伦兹不变性,其实并没有把超光速物体完全排除在外。如果快子被证实存在,我们需要给相对论补上针对虚质量(这只是数学概念,并非真的“虚的质量”)物体的动力学规则,比如调整能量-动量关系为 E² = (pc)² - (mᵢc)⁴(对比亚光速物体的 E² = (pc)² + (mc)²),但洛伦兹变换本身依然成立,因为快子的运动依然要遵循时空的对称规则。
2. 为什么用相对论描述“违背”它的快子?要不要把最大速度换成快子的速度?
首先澄清一个误解:相对论并没有说快子“不能存在”,只是说亚光速物体永远没法加速到光速以上,而快子是天生超光速的——它们也没法减速到光速以下,和我们的处境刚好对称。
用相对论描述快子,是因为洛伦兹不变性是目前验证最充分的时空对称理论,快子的运动必须符合这个框架。所谓的“虚质量”只是数学上的处理方式,用来让快子的能量-动量关系适配洛伦兹变换,更像是个计算工具,不是说快子真的有某种“虚的质量”。
至于“把物体的最大速度设为最快快子的速度”?这完全没必要,而且逻辑不通。相对论里的光速 c 不是“物体速度上限”这么简单,它是时空的基本常数——是信息传递的上限,也是因果律的核心保障。如果快子存在,根据相对论推导,它会引发因果悖论(比如能发送信号回到过去),这要么意味着快子根本没法传递信息(那它的速度再快也不影响相对论的核心),要么我们得重新理解因果律,但绝不是简单把 c 换成快子的速度就行。
最后提一句:目前所有实验都没找到快子的踪迹,它更多是理论物理里用来探索相对论边界的思想实验而已。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Dimtsol

