我們都知道宇宙的極限速度是每秒2億9千9百7十9萬2千4百5十8米，這個速度是宇宙中任何形式的能量所能達到的最高速度。我們測量出來的引力波是這個速度，光在真空中也是這個速度，理論上膠子也應該是這個速度！可以看出這個速度並不是光的專利，而是所有無質量粒子生下來都可以達到這個速度！
但是組成我們現實世界的這些粒子，包括質子、中子和電子，無論我們如何努力，都沒有辦法把它們加速到光速。原因很簡單，因為它們有質量。
這是狹義相對論告訴我們的原因，那為什麼有質量的物體就不能達到甚至超過光速呢？狹義相對論就說，隨著質量物體越逼近光速，它的相對論質量就會趨於無窮大，所以我們不能把有質量的物體加速到光速。
這樣的解釋好像啥也沒說，更像是進一步地強調了光速極限，並沒有說不能超光速的本質原因。所以說，不能超光速的本質原因，我們現在並不知道。
因此質量物體的光速極限，在物理學中它算得上是一個基本原理，基本原理也可以認為是公理，沒有辦法證明，也不需要證明，意思就是說，我們的世界就是這個樣子的。
是不是覺得有點不講道理，其實並不是的，這就是人類科學發展的一般方法，叫公理體系。目前來說，光速極限符合我們的邏輯要求，也符合我們觀測實證，所以我們可以認為它是一個不需要證明的公理。
但是你完全可以假設光速極限的公理是錯誤的，然後在你假設的這條新公理的基礎上進行邏輯演繹，然後得出一系列定理，如果你的整個理論體系完美自洽，而且符合觀測實證，那就說明在某種情況下，質量物體是可以超光速的。
這就像是當年羅巴切夫斯基，他就覺得歐氏幾何中的第五條公理，平行線公理有問題，他就假設在一平面內，過直線外一點，可作至少兩條直線跟已知直線平行。
然後根據這個新公理，就推導出了一系列邏輯自洽的定理，發現它們並不矛盾，這就是雙曲幾何，或者叫馬鞍面幾何。
不過，你要是假設光速極限是錯誤的，那這條路它肯定走不通，只要你假設質量物體或者是信息可以超過光速，你肯定會遇到邏輯上的困難。
因為超光速它違背了因果律，因果律是我們現實世界最底層的構架，如果沒有因果律，你會看到導彈先爆炸，然後才發射，目標先中彈、然後才開槍，等等這些邏輯混亂的事情。
當年愛因斯坦正是因為考慮到了一點，才會堅持光速極限這個原理，進而在狹義相對論中利用公式限制了質量物體超光速的可能，而且他的狹義相對論本身就是強調因果律的一個理論。
質速
我們都知道，在1935年的時候，愛因斯坦還利用光速極限原理弄了一個EPR悖論，來攻擊量子力學，說量子力學還不完備。愛因斯坦當時就認為，你量子力學就算違反了現實的決定性，總不能超光速，總不能違背因果律吧，可沒想到量子力學還真就超光速了，這裡的超光速就是我們說的量子糾纏。
量子糾纏目前對我們來說完全就是一個迷，我們不知是什麼東西在糾纏，為什麼會糾纏，糾纏背後的機制是什麼？完全不知道，但目前認為這種糾纏，因為量子的隨機性不能傳遞任何有用的信息，所以它不違反光速極限原理，當然也就不違反因果律了。
其實以上就是目前對光速極限原理最好的理解了。但是我知道有些人並不滿意這樣的解釋，那就看一下下面這個，它可是實實在在的限制粒子所能攜帶的能量，這也算上是宇宙對速度的一個限制。再說這個之前，我們先回顧一下人類的速度極限。
在大型強子對撞機中，質子的速度達到了每秒2億9千9百7十9萬2千4百5十5米，這是人類創造出來的速度最快的質子了。但這並不是人類的速度極限。
有一個粒子它比質子輕了 1836倍，所以加速它來說比質子就要容易得多了，這就是電子，在LEP中，也就是LHC的前身，當年人類把電子加速到了每秒2億9千9百7十9萬2千4百5十7.9964米，只比真空中的光慢了3.6毫米/秒。
可以說差一點就達到光速了，人類可真是牛呀，那這一點差在了哪？當然是能量，在地球上我們用的是化學能源，加速器的能量在Gev級別，這個G叫吉，是10⁹，也叫十億電子伏特。
那麼在宇宙中也有很多自然形成的加速器，比如大質量黑洞的物質噴流，超新星爆發、中子星碰撞等等這些超高能量的爆發事件，它們都會產生大量的宇宙射線，這些宇宙射線基本上都是有質子組成的。那麼跟這些自然界的加速器比起來，人們建造的LHC簡直就像是學齡前兒童的的玩具一樣。
現在我們看到的是M87星系中心黑洞的物質噴流，那裡的磁場是人類創造的磁場強度的數十億倍。
它們加速粒子的最高能量就不能用Gev來表示了，而是會用到 Tev，叫太電子伏特也就是10^12 ev，甚至會用到Pev，叫拍電子伏特來衡量，也就是 10^15 ev，甚至會一路飆升到10^19 ev以上!
你想一下，我們在地球的Gev，10⁹都把質子快加速到了光速了，那麼宇宙中的10^19 ev，還不把質子直接送上天。
但是，根據我們在地球上的接受到的宇宙射線來看，所有質子的能量好像有一個閾值，它們攜帶的能量都沒有超過5×10^19 eV。
好像有什麼東西限制了質子的能量。也就是說宇宙不讓質子的能量超過這個能量，那能量不能提高，那速度肯定就上不去了。
最後我們給出一個解釋是這樣的，在宇宙的空間中彌散著大量的光子，這些光子的平均溫度只有2.7開，那每個光子能量也就只有大約0.00023電子伏特，這個能量很小很小，這就是宇宙的微波背景。
雖然它的能量很小，但是當一些攜帶巨大能量的帶電粒子，在宇宙空間中穿梭的時候，它就會與這些光子發生相互作用，產生一些新的粒子。
比如說，當一個帶電子粒子能量達到了10^17ev以上，就會在與微波背景光子的碰撞中產生正負電子對，然後損失能量，由於電子質量比較低，所以這個能量損失過程比較慢。
但是當一個帶電子粒子能量達到了5×10^19 eV以上的話，就會產生中性π介子，一個中性π介子的質量是電子的264.1129倍，所以每一個中性π介子的產生就會損耗掉135Mev的能量，Mev是百萬電子伏特，10⁶。
這個能量損失的速度就比較快了，所以當一個帶電粒子的能量高過了5×10^19 eV，宇宙就會迅速讓他降到這個能量以下，所以我們在地球上發現的宇宙射線能量都沒有超過這個值。
這個閾值就是所謂的帶電粒子的GZK極限。那麼這個極限對於質子的速度就意味著，它可以達到每秒2億9千9百7十9萬2千4百5十7.99999999999999999999918米。
這個速度可以說跟光速已經沒有啥區別了，如果我們現在讓這樣的質子和光子賽跑，去比鄰星的話，質子僅僅會落後22微米，700飛秒後它就會達到.
如果讓它倆去254萬光年外的仙女座星系，打個來回，距離大約是500萬光年，質子大約會慢13秒左右。可以說，這樣的質子已經跟光子跑得差不多快了。
所以根據GZK極限，在一個充滿微波背景光子的宇宙中，我們是不可能達到光速的，因為我們是由質子、中子和電子組成的，而且超光速旅行也很危險，你想一下，當我們與微波背景中的光子發生相互作用的時候，宇宙在我們看來就是一個大烤箱。我們就是雞翅。
如果你接受不了把因果律作為光速極限的原因，那可以把GZK極限當作一個很好的解釋。
