出處《時間的形狀》:「沒有任何有質量的物體的運動速度能達到光速」。這句話是對的嗎?


只要你認同以下兩點,光速最快就是對的。

①因果律:事件發生是有先後順序的,也就是說果必有因。翻譯成物理的話說就是「無論在哪個參考系中觀察,事件發生的先後順序不會變改變」。

②光速不變和相對性原理(廣相中是廣義協變性):這兩條是相對論的基本原理,闡釋了時空的屬性。

只要認同第②點,就能得到狹義相對論的所有結果,其中最重要的就是不同慣性參考系之間的時空坐標變換關係:洛倫茲變換。仔細分析洛倫茲變換,就很容易得到超光速會違反因果律。以下用時空圖來說明:

圖中xt是相對於xy做勻速運動的慣性系,x軸和t軸看起來不垂直,但它們用閔氏度規來衡量卻是正交的,這點由洛倫茲變換保證。

閔氏時空(也就是狹義相對論)中,假設光速為1,那麼光子在這裡的運動軌跡就是斜率為±1的直線,所有慣性系的時間和空間(只畫一維)坐標軸都關於角平分線對稱(這就是洛倫茲變換的幾何表示)。超光速意味著某個過程在時空圖中表示出來斜率小於1。

如圖,有一個過程AB,假設A是你在知乎上發表這條問題,B是我發布了這個回答。如果AB過程可以超光速,就會得到非常荒唐的結果:在xt參考系中觀察,t1<t2,即你先問我再答;但在xt中觀察,t1>t2,我先答你再問!!!這絕對是違反因果律的,因果律是愛因斯坦的上帝(他至死反對量子力學中波函數的概率解釋),所以相對論中禁止超光速出現。

再說明以下幾點,以便更好釋疑:

①相對論中禁止的是傳遞信息和能量的超光速,或者說是經典物理中所講的超距作用,因此某些不能,或者滯後傳遞信息能量的過程可以超光速,例如相速度,超光速陰影剪刀就是個例子。

②廣義相對論中的超光速指的是類空世界線,因此某些由於時空本身膨脹產生的超光速不違反因果律,例如《星際迷航》中的曲速引擎,企業號仍然走的是類時線。

③量子糾纏本身是超距作用,但現今主流的觀點是量子通信需要經典信道,所以量子糾纏不會違反因果律。但我跟愛因斯坦的想法一樣,覺得量子力學裡肯定有某些不為人知的原理,也就是說「量子力學不完備」。這之後的東西更像是哲學而非物理。

④相對論中本身不需要光速,它的理論體系中只需要一個極限的因果律傳播速度,而這個速度恰好就是光速(這點由麥克斯韋方程組和邁克爾遜-莫雷實驗得到保證)!至於為什麼?現今沒有我覺得可靠的答案。這也是許多人問的:為啥偏偏是光速?


對的,這是狹義相對論很自然的結論。

簡單的說:隨著物體運動速度的增加,物體的慣性質量會跟著增加,如果物體的速度達到光速,質量要變到無窮大。

詳細的說,看這篇文章:

為什麼物體的速度無法超過光速?光又為什麼能達到光速??

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你這裡說的是宇宙大爆炸後38年以內的事情吧,準確的說當時所有的粒子都像光子一樣,以光速運動,沒有靜止質量。

能量就是質量,萬事萬物都是有質量的,宇宙誕生38年後,溫度降低,大概降至4×10^15攝氏度或者說是開爾文之後,有一種名為上帝粒子的基本粒子冷卻凝固了下來,給予了夸克,電子等等基本粒子靜止質量,之後才有了現在的原子分子。


依照目前的理論來講是這樣的。道理很簡單,E=mc2,而質量會在接近光速的過程中無限增大,所以達到光速需要無窮大的能量。

加一句吧,畫個重點,【目前的理論】。


目前物理認定光子沒有靜止質量,但有運動質量。既不是稱量,也不是計算結果。


在我們所處的宇宙框架下,目前理論是這麼認為的,但宇宙本身不在這個框架內,他就是框架,所以已有觀測證實,由於宇宙膨脹論,宇宙的星體其實是以加速飛離我們的,接近可觀測宇宙邊緣的星體在某一點可以以超光速離開我們,也就是進入了不可觀測宇宙,他們和我們的相對速度超過光速,他們發出的光永遠不可能到達我們的肉眼。所以光速是本宇宙內物體的極限沒有錯,但是理論上出了這個框架就沒有限制了。


首先問你,沒有質量它還是物質嗎?根據e=mc^2得知,能量就是質量質量,有能量的東西就一定有質量,沒有能量的是影子


最近正好想過關於光速的腦洞??

速度等於光速時他的一瞬就是時間的永恆(假設物體不具備質量因此質能方程不成立),換句話說,他靜止在了時間裡

物體達到光速時時間靜止(鐘慢)

因為無法跨過時間的永恆而無法回穿時間

所以說即使能夠達到光速也不可能超過它 在外部觀察者看來一個達到光速的物體就是靜止的(光速物體自身時間已經靜止)可是如果外部觀察者看到的是靜止的物體那麼這裡就產生了很大的悖論 在外部觀察者看來,這個光速物體是可以走向宇宙的終點的,它自身此時就化為永恆。

所以我認為沒有物體能過達到光速,即使不具備質量也會違背因果律

這什麼破垃圾宇宙 呸!


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