相对论不允许超光速，那量子纠缠和引力波超光速了吗？

2025-03-26 20:23:22

推荐回答（5个）

回答1：

在爱因斯坦建立狭义相对论以后，就从狭义相对论里得到了有质量物体无法通过有限加速达到光速的推论，另外也得出无质量物体必定以光速运动，基于这两点就能推论出能量和信息传递速度也不能超过光速，可以说能量和信息传递不能超光速就包含了前面两个推论，因此通常我们提到狭义相对论不能超光速时，只要理解成能量和信息传递不能超光速就可以了。

那么量子纠缠和引力波超光速了吗？这其实是两个问题，我们必须分开讨论，因为两者的性质完全不同。

量子纠缠

量子纠缠最早是由爱因斯坦提出的，用以质疑玻尔为首的哥本哈根学派对波函数坍缩的概率解释。他从哥本哈根学派认为在被测量到之前，微观粒子不存在确定的状态出发，提出了这么一种情况：

通过特殊的方式，我们可以得到一对状态（量子态）互相纠缠的光子，为了方便理解，我们可以假设这对光子的自旋方向一个是上旋，一个是下旋。我们可以把这对光子通过光路分开到一定的距离，比如1光年。然后对两者分别进行测量。根据哥本哈根解释，在其中一个光子被测量到的那一刻，状态才会确定，也就是当我们在A点测量光子a时，它才随机坍缩到一个自旋态，比如为上旋，那么基于纠缠的特性，在1光年外的B点处的光子b就应该会是下旋。所以当我们通过以纠缠光子的发射点作为标准进行时间校准后，在相隔1光年的A、B两点同时进行测量，那么将会分别测量到一个上旋和一个下旋的光子，而肯定不会同时测量到两个上旋或两个下旋的光子。

（量子纠缠）

那么问题来了，此时a、b两个光子相距已经有1光年远了，它们是怎么做的瞬间随机坍缩到一个状态而又能保证互为相反的呢？如果a、b光子确实是被测量那一刻自旋态才被确定并且完全随机的话，那a、b之间就必须存在某种关联让双方知道对方的状态，而这种关联是瞬时的，也就是超光速的，这就违背了狭义相对论里的信息传递不能超光速了。

于是爱因斯坦以此向玻尔为首的哥本哈根学派发起挑战：是放弃狭义相对论还是放弃哥本哈根诠释？

在爱因斯坦看来，如果要承认狭义相对论的正确性，那么互相纠缠的光子应该在分开的那一刻状态就已经确定，这样无论它们之后分开多远，都能在测量时得到相反的自旋态。所以他认为哥本哈根学派认为光子的状态在被测量时才确定的说法是错误的。

（爱因斯坦和玻尔）

然而玻尔并不这么认为，他坚持哥本哈根诠释的正确性，他指出，在测量前不存在两个光子的波函数，而是只有一个波函数，只有当其中一个光子被测量到时，这个唯一的波函数才随机坍缩为确定的两个光子。既然只有一个波函数，随机坍缩的两个光子的状态自然是同时确定的，但这不需要在两个光子间传递信息，因为坍缩前只有一个波函数。这其实跟单个光子的波函数坍缩是完全一样的，单个光子在被测量前波函数弥漫在整个空间任何可能的地方，但一旦测量，它就从全空间坍缩到一个确定的位置，并且是唯一的位置，它无需告知别处所有可能出现的地方的“自己”不要出现。

在这种解释里，两个光子之间是不传递信息的，而由于其坍缩前无法确定状态，因此光子本身也不携带信息，而由于测量即坍缩，因此也不能提前录入信息。既没有传递信息，也没有携带信息，也不能录入信息，量子纠缠自然就根本不存在超光速传递信息了。

引力波

量子纠缠没有超光速那引力波呢？这个问题分两种情况。

首先引力波传播速度等于光速这是广义相对论得出的结论，虽然它其实是利用光速常数c强行规定的，但是在多次引力波事件的测量中已经证明，引力波传播速度就是光速！特别是双中子星合并引力波事件，由于引力波和多波段电磁波接收到同一信号，因此已经非常确定引力波传播速度与电磁波波速，即光速一致！

（双中子星合并）

但是在引力波问题上还存在另一种情况，就是宇宙膨胀。

我们知道根据天文观测，宇宙正以大约70km/s/Mpc的速度膨胀，这就导致宇观尺度下两点间的距离在渐渐拉大，因此在引力波源处发出引力波后，引力波沿空间传播过程中，空间距离被拉大了。距离变了那引力波速度怎么算？这问题其实跟宇宙膨胀下的光速是同一个问题。很显然，如果忽略掉宇宙膨胀本身的距离增加问题，宇观尺度下的引力波和光速都将下降，也就是都将低于真空光速常数c。这是很容易理解的，比如说一个距离地球1亿光年的双中子星发生碰撞，那么伽马射线爆和引力波将以光速向地球传播，这将需要1亿年时间，然而在这1亿年的传播过程中，双中子星与地球之间的空间在不断膨胀，距离在不断增加，那么它还能在1亿年时到达地球吗？显然不可能，不然就超光速了。实际情况是引力波和伽马射线暴都将超过1亿年后才能到达地球，如果此时我们依然按照静态宇宙的距离1亿光年来计算，那引力波和伽马射线暴都将低于光速了……

但实际上当我们引入考虑了宇宙膨胀的距离定义，问题就迎刃而解了，引力波和伽马射线暴依然刚好就是光速c。

（宇宙膨胀导致空间距离增加）

结论

综上分析，量子纠缠和引力波都没有超光速，量子纠缠压根不存在速度问题，它既没有能量传递，也没有信息传递。而引力波速度则严格等于光速，这已经在天文观测中得到严格证实了。

回答2：

量子纠缠和引力波没有超光速。因为它们既不能传递信息，也不能录入信息，也不能携带信息，所以它们自然也就不能超光速了。

回答3：

这是因为相对性对速度的限制是有限的。恒定的光速并不禁止所有速度。这意味着有效的信息传输速度不能超过空间中的光速。因此，物体在空间中的移动速度不能超过光速。

回答4：

量子纠缠的传递速度是超光速，或者说根本就没有传递过程，因为量子纠缠效应就是瞬时的，完全无视空间距离，而引力波的传递速度是光速。

回答5：

在爱因斯坦建立狭义相对论以后，就从狭义相对论里得到了有质量物体无法通过有限加速达到光速的推论，另外也得出无质量物体必定以光速运动，基于这两点就能推论出能量和信息传递速度也不能超过光速，可以说能量和信息传递不能超光速就包含了前面两个推论，因此通常我们提到狭义相对论不能超光速时，只要理解成能量和信息传递不能超光速就可以了

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