快子作为一种可以超越光速的粒子，不违反相对论吗？

　　1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，成为奠基现代物理学的重要基石。在狭义相对论中，有两个重要的前提假设，一个是有质量的物体运动速度不会超过光速，即光速不变原理。另一个是物理定律在所有非惯性参考系中保持不变。狭义相对论提出以后，将物质所在的空间和时间统一为一个实体，即时空，在时空中运动的物质，包括各种微观粒子的运动速度，都会与时间以及光速有关。
　　关于＂快子＂的猜想
　　通过爱因斯坦的狭义相对论，科学界普遍得到一个＂既定＂的事实，那就是光速代表着现代宇宙中的速度极限，没有任何物质可以超越光速。不过，关于速度极限问题，科学家们也一直在做着相关的实验和观测，试图寻找超越光速的现象以及物质的存在。
　　比如，欧洲核子研究中心于2012年9月宣布，他们发现了一些粒子比如中微子等，在一定条件下可能以高于光速的速度行进。这对于现代物理学来说，绝对是一个＂重磅炸弹＂，由于这一观测结果事关影响非常重大，需要持续进行高精度的重复实验以及其他实验来加以验证。
　　其实，早在上世纪60年代， 美国哥伦比亚大学范伯格教授就提出了一种猜想，认为在宇宙空间中存在着另外一种截然不同的粒子，即超光速粒子，也被称为＂快子＂，这些＂快子＂组成了另外一个宇宙空间。在这个＂全新＂的宇宙空间中，一个能量为零的粒子是以无穷大的速度（肯定超越光速）运动的，如果在行进过程中这个粒子吸取了能量，那么它的运动速度就会变慢，直至获得无穷大的能量，速度才降到光速。这种粒子以及它的运动状态，正好与我们所处宇宙的情况相反。
　　也就是说，在假想的＂快子宇宙＂中，任何情况下，快子的运动速度都比光速快，而按照狭义相对论，在我们所在的＂慢宇宙＂中，在任何情况下， 一个物体的运动速度不可能比光速运动得快，所以，光速则成为两种宇宙的＂分界线＂。根据范伯格的假设，＂快子＂这种粒子是从具有＂虚质量＂的量子场中产生，这解释了为什么狭义相对论的光速不变原理为何没有限制＂快子＂的速度。
　　＂快子＂违反狭义相对论吗？
　　如果我们认可＂快子＂真的存在的话，那么和普通＂慢子＂之间，它们的特点对应关系为：
　　· 快子：质量是虚数（质量的平方为负数），速度比光速要快，而且永远不能降低到亚光速。
　　· 慢子：质量是实数（质量的平方为正数），速度比光速要低，而且永远不可向上超越光速。
　　为了解释它们的速度与能量之间的关系，我们可以绘制一个下面的图来加以说明。
　　普通物质的运动特征线是红线，随着速度的提高，按照爱因斯坦狭义相对论推导出来的质速方程，其运动质量也会随之增加，再根据爱因斯坦质能方程，要达到更高的速度，物质要获取的能量必须越来越大，当达到一定程度以后，哪怕提高一点点速度，所需要注入的能量就会非常大。理论上，要想将普通物质的速度达到光速，所需的能量就将是无穷大，显然可以得出结论：普通物质的速度都只能接近光速，但永远不可能超越光速。
　　对于＂快子＂物质来说，情况正好相反，按照假想中它的特性，想要使其减速到光速，就必须注入无穷大的能量。因此，＂快子＂物质的运行速度，只能向下无限接近光速，但是永远不会越过光速变为亚光速，也就是说＂快子＂物质永远都是超光速运行的。
　　从以上分析可以看出，光速是一种速度的屏障或者壁垒，是横亘在普通物质和＂快子＂类物质之间不可逾越的界线。从某种意义上说，＂快子＂这种猜想中超光速运行的物质，并不违反相对论，因为相对论并不禁止超光速这种现象的存在，而只是禁止物质从亚光速＂超越＂过＂光速＂这个界限。＂快子＂会违反因果律
　　人们通常用光锥图来解释狭义相对论的概念。由于时空充满了各种事件，从宇宙中强大的暴力事件，比如遥远宇宙空间中的超新星爆发，到我们看来非常平凡的事件，比如掉到地板上碎裂的鸡蛋，这两者看上去没有必要的因果联系。但是，如果我们把它们都映射到光锥图上，反映事件联系的进程线就有可能发生变化。
　　在宇宙时空中同样充满着观察者，每个观察者都有自己的参考系，那么在不同的参考系下所看到的事件发生顺序就有可能不同。比如，观察者1看到超新星爆发发生在鸡蛋碎裂之前，而观察者2则有可能相反。
　　因为每个所发生的事件，都有一个与之相关联的光锥。如果事件 B （鸡蛋碎裂）落在事件 A （超新星爆发）的光锥内，则两者可能存在因果关系，从某种意义上来说，是超新星爆发导致了鸡蛋的破裂，或者说鸡蛋的破裂导致了＂垂死＂恒星发生引力坍缩继而发生超新星爆发。在这个光锥中，传播速度比光慢的信号可以将事件联系起来，而光锥的边缘则代表着光速上限形成的＂屏障＂。如果要将光锥外部的事件与其内部的事件联系起来，就需要一个比光线传播速度更快的信号。
　　因此，如果事件A在光锥内而事件B在光锥外，那么我们假设的超新星爆发和鸡蛋破碎之间就没有因果关系，那么，如果存在着高于光速行进的快子，那么就可能将二者联系起来，但是却违反了因果关系，因为从某个参考系观察，在事件A发出信号之前，事件B已经接收到了这个信息。狭义相对论的基本假设之一，是物理定律在所有非加速参考系中应该是相同的。这意味着如果＂快子＂可以违反因果关系并在一个参考系中及时向后移动，那么它可以在所有参考系中做到，那么势必会引发相应的悖论。
　　综上，我们可以看到，如果 一个＂快子＂在真空中运行，那么它必然会在空间中留下一道可以检测的光迹，但以我们现有的技术来看，观测到这种光迹的可能性似乎是不存在的，我们只能从数学公式中推导出它的存在。