QUE:

今天看到一条消息说快子的速度比光速快，但是只要它一直比光速快也不违反相对论，这是什么意思？印象里相对论以光速不变且不可超越为前提，得出信息的传播速度不可能比光速快这个结论，那为什么也有说法说，只要比光速慢的物体永远比光速慢，比光速快的物体永远比光速快也是不违反相对论的？

ANS:

相对论并不禁止超光速的存在，而只是禁止「超越」光速。前者指的是速度大于光速的状态，后者指的是从亚光速加速至超光速的过程。
即所谓：亚光速的永远亚光速，超光速的永远超光速。
真实的普通物质都是亚光速的，所以通常才说光速是自然界速度的上限。
如果将快子一类物质也包括进来的话，则更普适的说法是：「光速」是一种速度的「屏障」或者「壁垒」，即

• 普通物质：质量为实数（质量平方为正数），速度比光速低，且永远不可向上超光速；
• 快子类物质：质量为虚数（质量平方为负数），速度比光速快，且永远不可向下亚光速。

为了理解这一点，可以考虑怎么加速一个物体。通常的做法是，增加一个物体的能量，对应这个物体就跑得越来越快。那么来看，有没有可能这样不断加速一个物体使其超光速。
下图展示了「相对论中」的能量和速度的关系：

横坐标是“能量/静止能量”的比值，纵坐标是“速度/光速”的比值。

• 光速恒定为1，图中红色水平虚线。
• 通常的物质对应上图中的蓝线，亚光速（在红线下面）。
  能量增加，速度也增加（符合常识）。
  但是随着速度的提高（接近红线），速度的增加越来越困难——想提高哪怕一点点速度，都需要注入大量能量。实际上，这条蓝色曲线是向上无限趋近于红线（光速）的。即，想要加速到光速，需要注入无穷多的能量。于是事实就是，无论注入多少能量，普通物质的速度都只能接近光速，而永远不可超越光速。所以通常的物质永远都是亚光速。
• 快子类物质对应上图中的绿线，超光速（在红线上面）。
  能量增加，速度反而在减少。
  但是和普通物质（蓝线）正好相反，快子类物质速度的减小也是以光速为下限的。即，想要减速到光速，需要注入无穷多的能量。于是，快子类物质的速度只能向下接近光速，而永远不可向下越过光速变成亚光速。所以快子类物质永远都是超光速。
• 光速作为一条渐近线，可视为亚光速/超光速之间的一种屏障或壁垒。

最后需要指出，快子只是理论上的假想物质，至今没有任何实验证据。