光速不可超越?那假如超越光速会怎样呢?

用户68173038556

首先,我要强调的是,没有任何东西可以比C或光速更快(这适用于所有的“惯性参照系”)。我想说的是,任何有静止质量(大于0)的物体,其速度必定小于光速(C)。(光子有静止质量为0,以光速行进)。


为什么是这样:我们知道,移动质量为“m”的物体需要一定的能量,比如“E”。我们还知道,所需能量E与所需移动的质量m成正比。也就是说,质量m的增大时需要更大的能量(E)。例如:移动一个爆米花需要可忽略不计的能量(E)。然而,你需要投入大量的能量(E)来移动汽车。

上述关于物体以与光速(C)相当的速度运动的变量是由爱因斯坦方程E=mc^2所控制的,这个方程告诉我们,质量m和能量E是相同的物理实体,可以相互转化。m和E的这种等价性意味着,任何以真正高速运动的物体都会有很大的能量(E)水平,由于E和m的等价性,会导致物体质量m的增加。所以当你试图把质量m的物体加速到光速c时,它的质量m会随它的速度成比例地增加。因此,当物体达到光速(C)的98%后,并且速度越来越接近c时,物体的质量m开始急剧增加并变得更高,如果你在图上绘制这些值,你可以看到,为了达到速度c,质量m必须达到无穷大,因为你的m的值会越来越高。当你在E和m的图上绘制相同的值时,你会得到一条越来越接近轴的曲线,它的数量级越来越大。这意味着你需要无限的能量E来移动一个无限的质量m,这是很荒谬的,因为无限的能级在物理世界中是永远无法实现的。



现在说到你的问题“超越光速会怎样?”。它是完全不允许的,以简单和可想象的方式是难以解释的。时间会逆转吗?时间之箭会改变吗?我们并不知道,因为我们没有看到任何这样的事件,至少在我们的宇宙中。也许一个人可以比光速更快的速度回到过去,但这种现象是高度推测性的,因为它违反了因果关系。它附带有许多悖论,对因果关系构成严重威胁。话虽如此,狭义相对论和广义相对论也有解决办法,使我们能够以比光速更快的速度往回走。光很可能就是这样的一个命题。甚至有一些基本粒子被称为超光速粒子,它们的质量(i)是假想的,可以比光传播得更快,因此在过去可以用来发送信号。然而,我们从来没有在自然界中观察到过超光速粒子,而这种粒子的存在本身就是一个猜测。

话虽如此,让我试着用一种更简单的方式回答你的问题。

你已经知道当物体接近c时,m和E会发生什么,解释时间t(t的参照系)随物体速度v变化的关系的理论是爱因斯坦的狭义相对论。这个理论告诉我们,在移动参照系(移动的物体)中,时间t'比静止参照系(例如地球)的时间t要慢。这种现象也被称为时间膨胀。

同样的方程式是:

下图显示了当运动物体(在y轴上)达到一定的光速c(在y轴上)时,时间减慢的(xt)因子之间的关系。

现在如果我们从0速度开始,运动物体的时间将是正常的,即时间减慢的因数(xt)将是1。

当物体向c的100%移动时,时间减速因子(xt)达到无穷大,即移动物体相对于静止参照系的时间无限减慢,这意味着运动物体在加速时,一切都会减慢,相对于这个物体经历一年的时间,地球上会经历许多年。



在光速(C)曲线100%范围内所覆盖的区域是实时区域。

现在,如果物体以大于c的速度运动,则上述方程中的v(速度)将大于c,所以我们在右边有一个负数的平方根(由i表示的虚数)。当我们把想象的数字(i)计算出来时,我们可以将结果绘制在上面所示的同一图形上。我们在新图中得到的是一个假想时间的区域,即一个具有虚单位的不可解释的时间(这样你就能理解为什么它如此难以解释你的问题,因为想象的单位给时间带来了未知和奇怪的性质)。

现在你可以看到,想象区域中的时间从无穷远处开始,向正常的时间因子,即xt=1移动,甚至移动到1以下,并且随着光速的增加越来越接近x轴.所以如果物体以200%c的速度运动,时间因子(Xt)小于1。这意味着如果,物体以c的200%移动一年,那么地球上只经历了几个月的时间。所以你可以看到我们在比c速度快的时候遇到的奇怪现象。



现在,这可能给人一种旅行的感觉,但很难解释过去的本质,因为时间有一个假想的单位。然而,有一些方法可以聚合事物,显示我们可以在时间中旅行。此外,时间是一个向量(有一个箭头描述它的方向),不像空间。许多人猜测时间旅行,比光速更快倒转箭头让我们回到过去。此外,相对论并没有阻止我们找出允许类似现象的解决办法。



趣味说

首先,任何有质量的物体,按照爱因斯坦的公式E=mc^2来表达(E是能量,m是质量,c是光速),超越光速是不可能的,光速是我们现在宇宙的终极速度。因为按照公式来,任何有质量的物体,想要加速到光速,它所需要的能量无穷大。而光子的质量是0,在起跑点上,有重量的物体就已经输了。

其次,如果真的能够超越光速,那会发生什么情况呢?

第一,这个超光速的物体的质量可能会变得无穷大。

在科幻小说《三体》中,三体人一个小小的水滴就把整个人类的星际战队全部歼灭,靠的就是最简单远离:质量能量等价原理。

根据这个原理,物体一旦运动,就要产生动能,而运动中所具有的能量应加到质量上,也就是说,运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时,增加的质量微乎其微,如速度达到光速的0.1时,质量只增加0.5%。但随着速度接近光速,其增加的质量就显著了。如速度达到光速的0.9时,其质量增加了一倍多。当速度速度无限接近光速时,它的质量就会趋向于无限大。

第二,时间在倒流。

当一个物体(假设是一艘飞船)速度等于光速时,如果你站在船上对周围进行观察,你会发现周围的一切在你眼中都静止了。

为什么?

因为周围事物反射的光和你是一样速度的,也就是说,在你加速等于光速的那一刻,后来的光已经追不上你了,你看到的只有你加速那一刻的世界,很神奇吧。

如果你再踩一脚油门,超过光速,那你就像在看一盘慢速倒放的电影,时间似乎在你眼中是倒流的,你看到了过去的、慢放的世界。

当然,这不意味着时光倒流,你也不会变年轻,停下飞船就能回到过去。

暂时想到这么多,想到了再补充!


科学重口味

这里有两个基本误区。

第一个是我们对科学理论的态度的误解。我们往往对科学理论认为是真理,认为它可以推测未知的事物,这是不正确的。科学理论,本质上是对已经观测的客观现象提出解释,如果其他现有的观测到的现象符合这个科学理论的描述,那这个科学理论我们就可以认为是“现阶段正确”,所以如果是科学问题,要么可以证实,要么可以证伪。所以,我们不要期待在一个理论的基础假设范围内,讨论这个假设的基础不存在的后续事实。

这就好比我们问如果1+1不等于2,那么现有的物理体系会怎么样。

真理和理论的区别在于,我们头脑里的那个虚幻的真理是没有任何基础的,换句话说,它是不会因基础变化而发生变化(这大概也是真理为什么只存在于我们的描述,而现在也没发现的原因),而理论,一定有基础,我们把这种基础称为公理,也就是大家都认同的无法再证明的理论,所以,理论本质上,只是我们对客观世界的主观描述。(这并不妨碍理论的现阶段正确性)

第二,爱因斯坦的相对论,不是爱因斯坦脑子抽了,非要假设光是宇宙中最快的速度,而是基于当时观测到的两个客观现实:光是我们观测到的最快的速度,同时光的速度不以观测者的相对速度变化而变化。基于此,爱因斯坦给与其对应的解释,这个解释的基础条件就是,假设我们观测到的就是宇宙的客观事实,再去思考我们的世界如何解释。

这是爱因斯坦相对论的核心价值。

这告诉我们,不论我们观测到的客观世界如何不符合我们的主观认知(当时观测到光的速度不论观测者的相对速度是多少,光速都是恒定的,让物理学家很崩溃),我们都要试着接受他,并且因此改变我们自己的认知,这既是一种科学的态度,也是一种对自然的不卑不亢的态度。

这种态度很难,谁都会因为自己的主观意识而否定客观存在,即使爱因斯坦也难以摆脱。在随后的量子力学现象,爱因斯坦拒绝接受,对于量子力学的不确定性,爱因斯坦甚至说出了“上帝不掷色子”的话,但是量子力学却在随后的几十年向世人证明了:上帝不仅掷色子,有时还会把色子掷到看不见的地方。

说这么多,想说明一件事情,科学的思考的基础方法,并非意淫的问出这样的问题以求得出玄幻的答案,而是真正的认真思考。

比如非欧几何,比如爱因斯坦,小的时候就假想自己和光一样的速度,如何如何,但他们并不试图在现有的理论基础上找出漏洞——自然科学的理论一定有漏洞,但与其从逻辑上让它变得完美,不如基于现实的事实来提出更合理的解释。

回到这个问题,光速并非不可超越,只是我们现在的理论体系,是对现有观测的客观事实的最好描述。

这是否意味着有可能有光速之上的速度我们没观测到?

有可能,但是这在现有的理论体系,无法预测。

因为这需要对这个速度的其他特性(是否会根据观测者的相对速度变化?是否有量子效应?是否有会有引力影响?等等)的观测结果来阐释对应的理论。

基于一个理论就不管客观事实,自己意淫,那是神学干的事儿,科学要是能这样发展,我们不如只攻数学一门就可以了,干嘛还要分这么多科目呢?

总结起来一句话,理论必须符合逻辑,但宇宙却在逻辑之外。


沐雨纵横众神聊斋

光速难超越。

将一杯水加热到100摄氏度,水从液态变为气态水蒸气,继续加热,气态变为离子态,继续加热到温度的极限1亿亿亿亿度(普朗克温度),水变成了一颗颗光子(原子分裂成极小的光子)。

加速一杯水,到一定速度,水分子之间相对速度加快,摆脱了氢键的作用力,化为气态。继续加快速度,一颗水粒中氢原子的速度比氧原子快,造成相对速度,相对运动的力大于粒子间的作用力,氢氧原子分离、电子脱离,成为离子态。速度加快到接近光速,接近普朗克温度了,原子核中中子和质子的相互作用力破坏分离,继续加速度,夸克间分离。

到了光速,水分裂成一颗颗光子,光子中组织比较均匀,它们的相对速度很小,很慢将光子分成两半。所以光速很稳定。

其实很好理解,在一列不断加速的车顶上,速度越来越快,然后你被抛飞出去。水分子间,氢氧原子间,中子质子间,夸克间,质量不一样,在不断加速中一定会不断分裂的。

光速之后继续加速,光子也分裂成更小的物质,但是这种物质我们检测不到,光子击打在电子上,能量会被电子吸收,跃迁能级,放出不同波长的光子,如果跃迁的能量太大,电子会离开原子,这是光电效应。

比光子还小得多的物质以超光速击打电子,电子没反应,因为那个粒子太小了,跟挠痒一样,电子动都懒得动,这种粒子击打在我们的视网膜上,视神经没有反应,人类看不见,也测试不到,但它就是一直弥漫在整个宇宙。这就是我们常说的暗物质和暗能量,占宇宙物质的96%。

光速不是超越不了,而是超越了光速,人类就看不到了,一切检测的收到也检测不了。


说明手册

事实上,光速的确是不可超越的,一切的物体都只能够以低于光速的速度运行,这是无法改变的事实。至于超越光速,那就是意识形态中的概念了。

但也不妨假设一下:如果超越了光速会怎样?已知光速是世间最快的速度,而我们所生活的时空是由三维空间和一维时间组成的四维时空,那么当你的速度达到光速时,你自己本身不会觉得有什么变化,但是在外人的眼中,你的时间却是停止了,你就像定住了一样,而且会一直这样下去,永远不变。


当你的速度超过了光速的时候,时间对于你来说就不是静止的问题了,而是你会发现时间在倒流,就像电影放映的倒放一样,所有之前你见过的或是没见过的都会一一重现,如果你能够超越光速,那么你就可以时空穿梭回到过去。还有一点就是你运动的反方向会变得一片漆黑,因为光再也追不上你了,而你的正对方向光线会变强。

我们也知道,当速度达到了光速量级时,物体的质量将会变得很大,当接近光速时质量将变得无穷大,质量非常大导致的结果就是周围的时空会因此发生弯曲,

这就造成了时空中任意两点间的距离比之前接近了无数倍,也就是说你可以瞬间移动,想去哪儿就去哪儿。

相对论告诉我们,如果人类超越了光速,时光就会倒流。那么到底是你回到了过去还是你变得更加年轻呢?如果时间可以倒流的话,那么究竟存在着多少个你?过去的你会影响现在的你?现在的你又会影响将来的你吗?很显然这是个悖论。

所以说啊,光速是不可超越的,不论你愿不愿意相信,时间是不可倒流的,你永远只有一个,去讨论过去或者是未来的你毫无意义。也就是说,去讨论超越光速也是没有意义的!


镜像宇宙

光速是可以被超越的,但是一旦相对速度超越光速以后,对于观测者来说被观测者(超过光速的那位)消失了。因为超过光速被观测者的信息还是在以光速传播,所以被观测者的信息对于观测者来说永远处于不可到达状态。同时说明一点,这种消失是非常彻底的消失,不但看不到了,而且引力,质量等都消失了。也就是说观测者和被观测者等于处于不同宇宙了。

按照这个思路往下思考,是不是有一种背后发凉的感觉?如果有,说明你对这个世界的认识已经到了入门级别了,很多顶级科学家都是思考到这个层次的时候就开始发疯了,冥冥中接近上帝了。

其实相对速度超过光速在我们的大宇宙中非常常见,最常见的就是宇宙加速膨胀,在宇宙中两个物体之间的距离越远,膨胀或者相互远离的速度越快,而这种距离一旦达到一定程度,两者间相互远离的速度就达到光速了,然后就没有然后了。其实这种没有然后是还有然后的,但是这种然后没有任何意义,因为对于其中一个点来说,超过这个距离的另外一个点以外的任何东西都不存在了,或者说其本身存在,但是对于这边这个点来说没有存在感,没有意义,因为祂们的信息永远不可能传播到这个观测点了。

所以知道为什么有科学家说我们可能是生活在一个黑洞中了吧?!从刚才我举的例子来说,这种说法是正确的。所以我们在无论多遥远的未来,能观测到的宇宙都只是这个宇宙的一部分,而且是越来越小的一部分,或者说我们的可观测宇宙物质是越来越小的,但是我们观测到的宇宙空间越来越大。想想都能让人想吐,而且按照这种逻辑继续推理下去就是:从前或者未来我们迎来一个时间点,在那个时间点,我们观测到的宇宙中物质是最多的,但是可观测宇宙的空间是最小的。而计算这个时间点可能是下个天文学最有意思的课题了。

站在上帝视角,我们来看光速和宇宙是这样的:宇宙之初,上帝以远超光速的速度甩出一个装满水的盘子,因为强大的离心力盘中的水四散开来,很久以后某个水滴区域产生了意识物质,开始观测和思考,他们用尽一切也只能观测到周围很小一片区域,通过可观测的那一小片区域,努力还原宇宙本来的面目。


夜人6666

采用耗能的方式加速到光速就不用想了,别管质能方程对不对,总之是没可能,但变换一种思路,当采用变通的方式是否可以?目前有几种理论或者想法,但都没有得到验证,一是曲速理论,也就是将空间整出一个独立的区域,姑且称之为引力泡,将前部空间压缩后部空间膨胀以推动引力泡前进,这种方式因为飞船在引力泡中是静止的而泡外观测这个泡质量为0,故而不受质能方程限制;二是虫洞理论,通过一个目前还没发现在哪的虫洞从宇宙的一个位置穿越到另外一个位置;三是利用宇宙空洞,这个倒稍微靠点谱,也就是说宇宙中存在某个区域,这个区域内不存在任何星体,之所以不存在,不是概率论的偶然而是这个区域恰好处于引力撕扯的焦点上,任何在此区域内的有质量的东西都会被拉走,那么飞船进入后只需要附加一个垂直于前进方向的力用于调整方向就可以不断的被加速,不过是否可以加速到参照地球超光速不好说,但有可能。


buxz

t'=γt,其中γ=1/(根号(1-u^2/C^2))

好吧,你的问题关系到超光速。咱们先看看为什么光速不可超越。

光速不可超越的推论来自相对论,具体就是上面公式中的系数γ,这个不是Y是拉姆达。你会发现当u(你的速度)大于光速时(1-u^2/C^2)<0。负数的平方根为虚数,在物理学上虚数无实际意义。因此,爱因斯坦得出光速不可超越。

这下好了吧,这就是个公式推论,完全不是实验结论。换句话说不能超越光速就是爱大爷自己编的,没人证实过。

但是,请注意。在未知的无法到达的领域,我们能依靠的只有推论。而且,目前相对论的推论中,被证实的全部正确。想超关速,先推翻相对论再说。

不过也不是没机会推翻,相对论无法解释量子尺度的物理现象(统一微观与宏观的理论叫大一统理论)。或许这是个突破口,不过与我无关了。


谢楠45

我来说说大家不要笑话,可以当笑话看,我先献丑了, 说光速,应该先说距离是什么,时间是什么?这应该是小学学过的,是不是一看就说还用你说。不过距离是什么你能说清楚吗,更别说时间了。 距离在原子的物质世界里,是原子排列的长度,要是在真空里距离怎么测量,是不是那又说用原子测量,对是用原子。但真空是什么,为什么能用原子测量,真空是虚无呀,原子怎么测量,地球到太阳中间是真空距离怎么测量,显然真空这一说不对,这个所说的真空是没有原子的空间。 在这个空间里应该有一种物质,原子溶解在这种物质里,我们看到的光应该是原子震动这种物质产生的波。这种物质是什么,是不是可以改变它的密度,来改变这种物质对波的传播速度。如果有两条路都通行到一个点上,但是两条路的密度不一样,光和我分别运行在密度不一样的路上,是不是我可以用比光慢的速度先到达这个点。这个密度不一样路,是不是科学家梦想的虫洞。 这只是说的距离,还有时间没说,大家来大开脑洞说说什么是时间?


一笑150370394

大错特错!光速只是个临界速度。在宇宙大爆炸后的短时间里,奇点的能量以超光速向四面八方散开,速度降下来后,有的能量转换成了物质。也就是说,光速是能量与物质的临界速度,当物质速度接近光速时,质量接近无穷大,当达到光速时,质量消失了,但仍有物质特性,光就是这样,具有波粒二象性,当超过光速时,就只剩下能量,以波的形式存在,粒子性也消失了。所以当物体运动速度达到光速,不是质量无穷大,而且质量消失!

超过光速后会怎样?超过光速,我们就进入了四维空间。有兴趣的可以看我之前发布的文章。多维空间里,超越光速的应该比比皆是,只是我们存在的三维空间无法感知而已,而且能量的数量级我们根本无法想象,也无法利用,比如暗物质,也许就是很高维度空间的能量存在形式,我们知道他存在,却至今无法感知无法利用。一旦我们掌握了利用更高维度空间的能量,也许我们就能扭曲空间,进行时空穿梭!


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