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。