光速不可逾越嗎?
接近光速是有可能,但是對於靜止質量不為零的物體,光速是不可能達到的,超光速運動更是不可能,光速是目前我們所知不可逾越的速度。很多人可能會想,根據牛頓第二運動定律F=ma,只要給物體持續一個推力,其加速度就會大於零,物體就能一直加速,超過光速根本不是問題。然而,牛頓第二運動定律只能應用於低速的情況,當物體的運動速度很高時,必須要考慮狹義相對論的質速效應:
從公式中可以看到,物體的質量與速度呈正相關,所以推力和加速度並不是一個簡單的正比例關係,牛頓第二運動定律在高速時不再適用。隨著物體的速度逐漸趨近光速,其質量趨於無窮大,接著加速所需能量無限多。因此,只要物體擁有靜止質量,光速就不可能達到,更無法逾越。既然無法通過不斷加速使物體超過光速,那麼,通過速度疊加是否能夠實現超光速呢?
答案仍然是否定的。假如一列火車的速度為0.9c(c表示光速),有個人以0.6c的速度沿著火車前進方向奔跑,那麼這個人相對於地面的速度會是0.9c+0.6c=1.5c嗎?根據狹義相對論,當速度接近光速時,不能通過這樣的方法把速度疊加起來,而是需要使用如下的公式:
因此,如果u=0.9c,v=0.6c,則合速度w=(0.9c+0.6c)/(1+0.9c·0.6c/c^2)≈0.974c<c,所以合速度並沒超過光速。既然這樣的速度疊加無法超光速,那麼,光速疊加會超過光速嗎?例如,有個人以一定的速度拿著手電筒奔跑,則手電筒發出的光會超過光速嗎?
答案依然是否定的。如果u任意,v=c,則合速度w=(u+c)/(1+u·c/c^2)=c。這就是光速的神奇之處,不管跟什麼速度疊加,光速仍然是光速,既不會變大,也不會變小,此即為狹義相對論的兩大出發點之一:光速不變原理。
我認為,這個命題是以現在的科學理論為基礎。然而,現在的科學理論就是最正確的么?有沒有這樣的可能:若若若若干年後,人類的文明程度達到質的飛越時,那時候的科學理論完全覆蓋或推翻現有科學理論。如果現有科學理論被推翻了,那麼光速不可超越這個問題是不是就可以被否定了?
最後八卦一下,相傳已久的UFO,它是以什麼樣的速度到達地球的?如果存在UFO,那麼他們會來自多遠的星球呢?目前人類最先進的射電望遠鏡能觀測幾百億光年。問題來了,就假說距地球1000光年的距離有個星球,那裡有一個UFO,他以接近光速的速度出發,到達地球需要至少1000年吧。可是UFO里的高級智慧生命能活1000年么?如果能,那麼這個生命的長度就否定了地球在這個領域的科學理論。如不能,那是不是說明他的速度比光快好多倍?
人類只是用自己的眼睛來看速度肯定是不能超越的,因為眼睛是靠光感應只停留在光速。要感應到超光速須要更高的感應器官,要麼就造出光子一般小的飛行器衝破時空達到光速!我想呢衝破時空超過光速其實就是進入黑洞,人類眼睛是看不到的,眼睛是跟不上速度的????
目前是沒發現沒有超光速的,但不代表光速不可逾越。人類的知識決定了認識,我打個比方,假如我們在一張紙上,我向前的最大速度是光速。但是到對紙背面速度再快也比不上一個相對速度直接穿過紙的速度來的快。只是現在我們可能沒有發現這種方法!
推薦閱讀:
※太原早教要選擇專業科學的教養方式,安全度過敏感期
※【魔力科學小實驗】看,白菜在喝水!
※且把奇技淫巧傳
※諾獎級科研成果在眼前卻被忽略,奧秘何在? | 科學春秋
※你的數據科學第一課 | 數據科學50人·朝樂門