超光速可以引起时间倒流吗？ 第1页

首先，我认为大多的答案（包括最高票所说的虚数）都有些错误或过于被经典物理所局限，并未更新现在的物理研究。

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短答案：时间倒流在数学上是可以的。不过超光速等不等于时间倒流？同样，数学上是可以的（负时间流逝）。换句话问：“因果”这个东西可不可以颠倒过来？物理解释上来说，这是个好问题，但目前我们还不完全知道答案。或许可以。而且的确有科研组在研究这个问题。

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（1）什么是超光速？

这道题假设“如果超光速”，先需要定义一下什么是超光速。首先，平常我们说超光速不可以，其实少说了很多。例，宇宙膨胀本身就是超光速膨胀的，在量子力学里面的量子纠缠可以算是一种理论上有可能超光速传输信息的方法，评论里有人提到的电磁学里的相速度也可以在某条件下超光速（虽然不能传递信息）。

所以，光在真空中的速度c为“速度上限”，应该说是一个有质量有信息的普通物质在普通时空里，有相对论所定的，最快速度。相对论不能够完全解释快子（tachyon），更不能够清楚的解释一个普通物质在普通时空中假想性的超越光速。当然，很多的物理学家不相信这个假想在现实中是可能的。不过理论物理原本就是研究假想。既然问了这个问题，那我们就看看如果速度u超过了光速c，时间会不会倒流——

在狭义相对论里，快子tachyon这个东西就是一个有质量有信息，而且是一直超光速的东西。它反而不能低于光速。不过它到底存不存在，这本身就是物理界里的一大争议。前年从CERN（欧洲核子研究组织）报出来的比光更快的中微子一事以实验失误告终，不过当时有发表的无数的理论文献中，有一个说到理论上对如果真的有一天观看到超光速中微子是什么的意义：有可能就是我们从未观看到过的快子的一种。

结论（1）：超光速是个数学上成立的假设，也是理论物理界里的一个成立多年的好问题。不过问题针对的是：普通物质（有质量有信息）在普通时空里的速度超过光速后会怎样？

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（2）数学上和现实上，如果超光速，时间会怎样？

最高票（兰天）的答案非常好的解释了最基本的时间流逝（时间膨胀）的公式。当速度u超过光速c的时候，答案是个虚数。不过这并不是一个完整的答案。

跟爱因斯坦同一代的托尔曼推出来的公式，也就是以上提到的公式的升华版，可以看出当速度u超过光速c的时候，时间流逝的其中一个解是负数。对公式有兴趣的，可以看看Richard C. Tolman (1917) The theory of the relativity motion，59页: Velocities greater than that of light。

那负时间流逝是什么概念呢？在物理界里有个概念叫反因果，retro-casuality。当然，我要声明，不是所有的物理学家都相信这个，推到出公式的托尔曼他自己都认为负时间在现实中没意义。不过在理论物理里面，原本也就很少有所有人都认同的理论。

狭义相对论说，如果信息或物质的速度快过光速，那接收方可以在传输方发出之前接受到。我们且不说时空旅行或改变过去（这不是科幻小说，没那么精彩），如果我们可以在信息发送前，就已经收到我们将要发送出去的信息，那就违反了因果：反因果。而且目前的确有科研组在做这个实验。

学术上把这个假想现象（回到过去）称为：两个事件（因，果）中的时空距离像似空间， 所以这两个事件都在“未来”的光锥。换句话说，时间变得象空间一样，我们可以过去。因此“果”有可能比“因”更早发生。一个人的”未来“的光锥或许就是回到他自己的过去。也就是把下图里的光锥前后（上下）折叠起来。曼彻斯特大学和CERN的布莱恩·考克斯就推理过这个假设。还有，因跟题目没直接关系，所以就简单提一下，除了超光速以外，用负能量或者虫洞也是一个有可能折叠或穿越光锥的假设方法。