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光速真的是我们宇宙的极限速度吗?
光速,速度,宇宙光速真的是我们宇宙的极限速度吗?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
回答于 2019-09-11 08:43:50
光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度,它是一个物理常数,精确值为299792458m/s。光速为何难以超越?科学家研究发现,超光速后可能发生灾难。光速是宇宙中所有的物质运动、信息传播的速度上限,也是所有无质量粒子及对应的场波动在真空中运行的速度。
真空中的光速是自然界物体运动的最大速度,光速与观测者相对于光源的运动速度无关。物体的质量将随着速度的增大而增大,当物体的速度接近光速时,它的动质量将趋于无穷大,所以质量不为0的物体达到光速是不可能的。只有静质量为零的光子,才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加,得到的仍然是光速,真空中的光速是一个重要的物理常量。
光速在介质中的运行速度并不是天下第一。这一点其实很好理解,比如一束光如果遇到一块铁板或木板,就被挡住了。而一颗子弹或穿甲弹,则能轻易把它们射穿,因此在木板或铁板中,光的运行速度还不如子弹或穿甲弹。光速在介质中为啥速度会慢下来呢?这是因为光在介质中会产生折射,折来折去不断地折腾,当然就慢了下来。不同的介质折射率不一样,光在其中的运行速度就不一样。其它的粒子运动方式与光子不一样,因此就有可能在介质中超过光速。
光速到底有什么特别的?为什么宇宙似乎千方百计地限制光子在真空中只能以每秒30万公里运动。同时还禁止任何东西超越这个速度,光速并没有相对的概念,比如你以每秒5米的速度奔跑,旁观者(静止状态)观察从你身上发出的光并不是光速+你奔跑的速度,而仍旧是光速30万公里每秒。答案是因为这种描述不尽正确,宇宙才不会刻意确保光速是定值,时空根本不在乎光线怎么跑,事实上宇宙限速背后或大有玄机,这个常数(光速)更精确的说其实是因果传递的速度。
为什么光速是宇宙中的极限速度。 光速是宇宙中的极限速度,而这个速度是指信息和能量的传播速度。光速最快是人类通过实验以及理论推导出来的,这就是一种事实,我们无法解释为什么。一切物质的速度都超不过此值,是自然界存在的最大速度,光速不以参考系的不同而变化,不论你怎么做怎么测量,真空光速就是299792458 m/s,不大也不小十分的精准。
光本身只有一个属性就是自带动量,于是才有了波(无)粒(有)二性的现象存在。波粒二象性本身仅仅是现象而已,也就是说物质、能量、空间等等一切都是现象,这些现象互相转化、相互作用,生成了光怪陆离的这个世界。 事实上光或者更确切地说是光子不经历时间。换句话说,在光子的参照系中时间是不存在的。光子被发射出来,从我们的角度来看,它们可能存在几十亿年甚至万亿年,但是对于光子来说,从它们被发射到被什么东西吸收之间没有时间间隔。不用说,他们也不经历“距离”。
毕竟,速度乘以时间给了我们距离,在光子的情况下,没有速度(它是瞬时的),它不经历时间,所以距离不会进入它们的画面中。从宇宙最远的地方发出的光可以瞬间到达地球,但是我们的时间概念给了它一个持续时间间隔,对我们来说也是真实的。从我们的角度来看,太阳发出的光确实需要8分钟左右才能到达我们的视野。
那么超光速物质存在吗?任何有质量的物体在加速运动过程中质量都会发生增长,当物体的速度越接近光速时,这种增长效应就越明显。也就是说物体的运动速度越快,就越难对其进行加速,加速时消耗的能量也就越大。当物体的速度达到光速时,就具有无穷的质量和能量,这在现实中是不可能存在的。事实上当物体的运动速度超过一定临界值时,物体就会坍缩成黑洞。由此可见,有质量的物体的运动速度不仅不能超过光速,根本达不到光速。相信大家对超光速现象已经有一定了解了,物质的真实运动速度是不能超过真空中的光速的。如果物体的运动速度真的能够超过光速,那么这将会推翻相对论。可截至目前,一切实验证据都证明相对论是正确的。
那么我们现在来试想一下,如果有一种物质超过光速,我们怎么来观测。我们依靠光能观测到比光还快的物质,我们观测到的世界还是这个样子。如果这个世界真的发现这种物质,不但一切理论,而是一切秩序都将改变。我实在无法想象出这样的世界会是一个什么样子,各位说呢?我们当然希望有一种比光还快的物质,替代光更快了解世界,但这种想法似乎是荒诞的,与现实无法契合。要改变光感世界,人类所有的感官和感知方式都要重新改变,那就不是现在的人类了。因此我坚定支持光速极限和光速不变理论,相信这个世界上不存在超光速运动的物质,至少在目前理论和现实认知框架下不允许存在。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
什么是光速呢?就是光在真空的传播速度,大约30万公里每秒。你是不是感到很奇怪,谈到光速时,从来不考虑光源的位置,速度,也不考虑观察者所处惯性系的速度,就是这么尿性,光不管在任何惯性系中,只要是在真空中,我的速度就是30万公里每秒。这是在实验或实践反复证实的数据,是无可怀疑的。后来,这个数据就被爱因斯坦做为《相对论》的一个公理来用。并且,爱因斯坦还说了,光速是宇宙空间的极限速度,任何物质或信息的传递速度都不得大于这个速度。
为什么这样说呢?因为在高速的时候,物质的质量也会增加。具体增加的数值与原质量有一个函数的关系,设物质的静止质量为m,高速运动的质量为M,物质的速度为v,光速为c,则用公式表达为,M=m/√(1-(v/c)∧2).由上面的公式,我们可以看出,当物质的速度接近光速时,运动的物质的质量就会变成无限大,就会需要无限大的能量来加速物质,所以说,物质的速度是不可能达到光速的。 至于说,以后的科技水平提高了,是否可以达到光速,我们也不敢肯定。 比如说,现在的量子纠缠,其传递的速度就超过了光速。但我认为,量子纠缠,虽然其传递的速度超过了光速,但它不能传递信息,更不能用在实体物质上。 至于几百年后的科技发展水平有多高,我们也不敢肯定,但我们要把实体物质的速度达到光速,仍是我们不可能完成的任务。
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