宏樂183

一點都不矛盾，我們要知道現代宇宙學的探索離不開相對論，更何況這裡還涉及了宇宙膨脹。

所謂有質量的物體不能達到光速，是指有靜止質量的物體，而什麼物體沒有靜止質量呢？比如光子就沒有，所以它的速度一上來就是光速。

至於為什麼有靜止質量的物體不能達到光速，這涉及到狹義相對論的幾個推論，比如質速關係，或者是質能方程，我們就從質能方程的角度說吧（這個角度更加寬泛），我們常見的E=mc平方，實際上這裡的m是個變量，將質能方程寫下面模樣

我們可以清楚的看到，如果物體的速度一旦超過光速，那麼能量將變為虛數，這可能嗎？因為物體的速度不能超越光速，而達到光速也是不允許的，能量為零或者沒有意義也是不可能的。

那麼宇宙膨脹又是怎麼一回事呢？一般的解釋是這樣說的，宇宙的膨脹是宇宙本身的運動，它不能傳遞任何信息，因此不違背狹義相對論。實際上我們可以換個更加普遍的解釋，要知道狹義相對論不過是廣義相對論的特殊形式，而宇宙本身膨脹我們是怎麼發現的呢？

沒錯，就是從哈勃當年發現遙遠星系退行開始的，那麼對於特別遙遠的星系來說，它們現在遠離地球的速度是大於光速的，這個該作何解釋呢？相比於什麼宇宙自身的膨脹，這個實打實的星系正在急速遠離我們是一個直觀的事實（雖然宇宙膨脹是因，星系退行是果，但這個果仍然可以得到更好的解釋）。

所以光速不變原理在廣義相對論需要得到更加全面的解釋，利用世界線的概念，任何存在於時空的物體都有一條自身的世界線，而世界線分為三種：類光、類時、類空，其中光子的世界線是類光線，一般物體的世界線是類時線，不一般的物體是類空線（換做之前的語句，這個類空就是指超光速）

而光速不變原理就變為光子的世界線永遠是類光線，所謂不能超越光速，就升級為物體的世界線永遠是類時線，而我們說的那些超光速退行的星系，其實它們的世界線一直都是類時線，因此不違背相對論。

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賽先生科普

愛因斯坦的相對論不允許物質的運動速度超過光速，或者說不允許能量、信息的傳遞速度超過光速。而在宇宙中足夠遠的兩個位置可以找到這樣兩個物體，它們相互遠離的速度會超過光速。這和是否違背了愛因斯坦的相對論？不，並沒有違背相對論。

宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸，目前可觀測的宇宙半徑大約是465億光年。有人可能會覺得奇怪了，即使以光速向前運動，乘以運動的時間138億年，得到的結果是138億光年。宇宙的半徑怎能超過138億光年？這兩個數據是不是至少有一個錯了？

需要明確的是，不論是138億年的宇宙年齡，還是465億光年的可觀測宇宙半徑，都是天文學家經過大量天文觀測得到的結論，並在科學界得到了廣泛的共識。宇宙的可觀測半徑之所以超過138億光年，是因為宇宙空間膨脹的原因。試想一下，在一個洞穴口有很多螞蟻，某一時刻這些螞蟻以速率v各自向各個方向出發，經過時間t螞蟻到洞穴的距離就是vt。倘若螞蟻爬行的同時，地面也跟著膨脹，經過時間t後螞蟻到洞穴的距離就會超過vt。

宇宙可觀測的半徑超過138億光年就類似於螞蟻爬行時地面也跟著膨脹，宇宙膨脹是整個空間在膨脹，並非只是所謂的宇宙邊界在向外擴張。上世紀初，天文學家哈珀發現銀河系以外的星系大多存在著紅移現象，這說明這些星系在遠離我們而去，並且距離銀河系越遠的星系紅移現象越明顯。哈珀的發現是宇宙膨脹的有力證據。目前觀測到的哈珀常數為H=67.80±0.77km/s/Mpc，即距離每增加一百萬秒差距，退行速度增加67.80千米每秒。這樣距離我們足夠遠的位置，天體離我們遠去的速度就會超過光速。

宇宙膨脹速度超過光速並沒有違反相對論，這種膨脹並不能使能量或信息超過光速傳遞。相對論以及哈珀定律都是研究宇宙所需要的強有力工具。

刁博

目前被主流科學認可的超光速事實有兩個：第一個就是本問題中所說的宇宙膨脹超光速；第二個就是量子力學裡提出的量子糾纏現象是超光速的，並且被認為是瞬時完成的

1. 任何有靜止質量的物體達不到光速，理論上只能無限接近於光速。最簡單的例如光子是沒有靜止質量的，光子的速度即是光速；
   
2. 信息的傳遞速度不允許超光速， 現代信息交流最快的就是光速，電磁波實現相互之間的交流嗎！而量子糾纏恰恰是不傳遞信息的，因此超光速和愛因斯坦的理論不矛盾。現在發展的量子通信本質上是對信息的加密，並非是運用量子糾纏的實現通信目的。

而本問題中所說的宇宙膨脹本質上來說，膨脹的也是空間並非是實際物質，因此也並不違反愛因斯坦光速限制。按照哈勃定律距離我們越遠的星系退行速度就越快，目前已知距離我們最遠的星系退行速度已經達到三倍光速，當然了更準確的來說是空間的膨脹速度。

科學黑洞

自然界是不連續的，存在著質的變化。所以，創造我們人類並且仍然在影響著我們人類的宇宙，只是自然界的一部分。在其解體之前，宇宙是一個相對獨立的封閉體系。

又由於普朗克常數h的被發現，以及所有的物理現象都需要用該常數給予解釋，說明我們的宇宙是量子化的，確切地說是由不可再分的量子構成的。

此外，由於物體的體積只是粒子高速運動產生的屏蔽效應；而且，當我們的認識超出宏觀範圍時，發現物體的行為需要外在的物理背景來給予說明，如微觀粒子具有波動性。說明空間和物質並非我們原來認為的，即空間只是承載物體的幾何框架以及物質具有實體性。這是一種陳舊的機械宇宙觀。

於是，我們獲得了一個新的量子宇宙觀：

離散的基態量子構成空間，受到激發的量子成為光子（能量），由高能量子組成的封閉體系就是物質。一切物理現象都只是量子的三種不同狀態的相互影響、相互作用和相互轉化的結果。

所以，宇宙的膨脹速度和宇宙內部傳播的速度（光速）是兩個完全不同的概念。

宇宙膨脹的速度取決於宇宙內外部能量密度即壓強的對比，類似氣球🎈的膨脹。

宇宙內部的傳播速度即光速則取決於光子的靜質量和宇宙內部空間的量子密度。

上述兩個速度的變化是反向的，宇宙膨脹的速度會隨著宇宙的膨脹而減小，宇宙內部的傳播速度即光速卻會隨著宇宙內部空間密度的下降而增大。

因為，光速是光子維持其相對於空間勢能的速度。類似赤腳🦶划水運動，水的比重越小，需要維持站在水面上的速度就越大。

總之，宇宙膨脹的物理機制不同於宇宙內部傳播的物理機制，因而宇宙的膨脹速度不受宇宙內部傳播機制的限制，是可以超過光速的。

淡漠乾坤

如果愛因斯坦還活著，我想當面問他一個問題，空間膨脹了，這個空間不屬於物質，你怎麼定意這個空間？？氣球上的線遠離了，氣球膨脹了，氣球是不是屬於物質？？地面膨脹了，螞蟻遠離了，地面屬不屬於物質？？沒有物質參予的空間膨脹有何意義？？空間？？搞笑了，你定意這個概念是不是想自圓光速最大理論的正確性？？光速不變就像是哥白尼的地心說一樣經不起任何推敲，遲早要被推翻的。當光速被超越，我們回過頭來看看會想到以前的想法多麼可笑，光速和音速一樣不過是一個速度而已，沒有什麼是不可能超越的，不過和音障一樣光障更強大，突破這個速度比音爆更加炫麗而已，我們不要太想當然了！！

邢斂鋒

兩個悖論!

狹相一一車輪悖論！ 比如說，大地上跑著一列火車。火車(設為A慣性系)、大地(設為B慣性系)。再假設火車速度為0.5C(C為光速，C＝300000000m/s)。火車每個車輪周長為1.5m。火車上有一個10ns(納秒)鍾，每10ns，該鐘指針轉一圈。 如按牛頓力學:無論對於A系（火車）或B系（大地）：每過10ns，鍾(指針)與車輪都同轉一圈，按車輪周長算:火車向前行走1.5m。也就是火車速度都是0.5C，無問題。 可是，假如按照狹義相對論，對A系觀察者速度無問題(V=0.5C)，而對B系觀察者:按照相對時間公式計算，對於B系（大地）觀察者：自己時間每過11.547ns，火車上的鐘(指針)與車輪才能轉一圈（對B系觀察者:A系時間慢，A系鍾只能走10ns），由於實際車輪1.5m的周長限制，火車在11.547ns(B系時間)時間內，最多走1.5m。而1.5m除以11.547ns，這速度不等於而是小於0.5C（1.5m/10ns＝0.5C）了，速度對不上帳了！這就等於對狹相公式構成悖論！

總結：狹義相對論說，對於B系（大地）觀察者來說，對方（A系）的時間慢了，既A繫上的10納秒鐘(指針)與車輪都轉的慢了，導致對於B系觀察者，火車速度與原假設的0.5C速度對不上賬了。可由此判定:狹義相對論錯誤!

注：

1、按狹相，對於觀察者來講算速度，要用各自的靜長度和本徵時！如對大地上的觀察者，光在大地上每秒走30萬公里；而對火車上的觀察者，光在火車上每秒走30萬公里！各自用靜長度和本徵時，算速度！這裡的靜長，指觀察者其自己所在慣性系的空間長度！

2、如果換低速問題一樣存在，只是速度差的小而已!

廣相一一高山悖論!

設:在淨高為3000米的高山上，修一個恆溫恆壓室，一個風扇在該室內。在山腳下修一個大型恆溫恆壓車間，發電機在該車間裡發電。可用超導電纜(現在已有生產的了)連接發電機與風扇。恆溫恆壓室、恆溫恆壓車間、超導電纜所用電能由其他電源提供!該發電機發出的電能，帶動風扇不停的轉動。為了簡化分析，假設電路工作在串聯諧振條件下。

根據電工學:

Pt(風扇消耗)+Pt(線路損耗)=Pt(發電機發出)，t(時間)必須相等，否則公式不成立!

可以把線損電阻看成負載的一部分：

T（P1+P2）=TP3

說明，P1為風扇功率，P2為線損功率，P3為發電機輸出功率！串聯迴路，電流相同，輸出電壓=含線路電阻的負載電壓，等號兩邊功率必然相等（P=UI）！這樣時間也必須相等，否則公式不成立！

T（P1+P2）=TP3，公式可以分開寫：TP1+TP2=TP3，各時間差也必須相等！

按照廣相，發電機(低海拔)時間慢，電風扇(高海撥)時間快，那麼上述公式就不成立了！所以說廣相違背了電能公式！電能公式是應用公式，這樣錯的只能是廣相！

注:

1、電流:是指單位時間內通過導線某一截面的電荷量。如果高、低處時間不等，豈不違反串聯電路，電流相同的原則。

2、基爾霍夫第一定律，流入某一網絡(或節點)的電流和，等於流出該網絡(或節點)的電流和!

3、電風扇也可換為發熱純電阻或電燈。

4、發電機、風扇的位置也可以互換分析！

香菸飄渺35

我們都知道宇宙間最快的速度就是光子運動的速度，也就是光速，光速有多快呢？光在真空中沿直線傳播的速度為30萬公里每秒，這個速度意味著如果光可以走曲線的話，那麼它可以在一秒鐘的時間裡圍繞地球的赤道運行七週左右。

一百多年前，偉大的科學家愛因斯坦提出了著名的相對論，而相對論的一個重要基礎就是光速不變假設，如果光速不變不能成立的話，那麼整個相對論的大廈就會轟然崩塌。現在已經論證了，光速不變原理是正確的，而除了光速不變原理之外，通過相對論還可以推導出一個重要的結論，那就是宇宙間光速最快理論，這個理論認為，宇宙間信息傳遞最快的速度就是光速，不可能有物體運動的速度超越光速，如果有的話那麼就是違背相對論，反之，也就是證明了相對論是錯誤的。

那麼宇宙間就真的沒有速度超越光速嗎？答案是否定的，舉一個例子，宇宙膨脹的速度就超越了光速，但是這卻並沒有違背相對論。為了瞭解實際情況，我們先來簡單瞭解一下什麼是宇宙膨脹理論，宇宙膨脹理論認為，我們的宇宙最初是一個密度無限大，體積無限小的奇點，而在138億年前的某一瞬間，這個奇點突然發生熱爆炸，隨後其體積不斷膨脹，體積越來越大，生成的物質也越來越多，最終形成了我們今天的宇宙。

而宇宙膨脹直到今天還在繼續著，而且還會繼續存在很多年，多年以前，科學家就已經發現，宇宙膨脹額速度在一定範圍內已經超越了光速。說到這裡可能很多朋友會有疑問，那就是前面不是已經說過了光速才是全宇宙間最快的速度嘛，那麼為什麼這裡出現了宇宙膨脹的速度超越了光速呢？這難道不違背相對論嗎？

其實不然，宇宙膨脹速度其實跟一般物體運動的速度是不同的概念，簡單來說，宇宙膨脹的速度不會帶來任何的信息傳遞，不會像光的傳遞一樣向遙遠空間傳遞信息。打個比方，宇宙的膨脹就好比是什麼呢？用烤麵包來舉例子吧，一個剛做好的麵包塊（生的），上面均勻撒滿了葡萄乾，然後把這個麵包放進烤箱裡面烤，假設麵包各個方向的膨脹率是一樣的，那麼相同時間裡面，距離近的兩個葡萄乾之間相互遠離的速度比不上距離遠的兩個葡萄乾相互遠離的速度。同樣的道理，宇宙的膨脹也是一樣的，距離越遠的兩個參考物，相互離開的速度越大，表現為宇宙膨脹的速度越大。實際上，宇宙的年齡只有138億歲，而宇宙的實際半徑可能超過430億光年，所以說，宇宙膨脹的速度超越光速沒什麼問題。

鏡像科普

答：並不矛盾，相對論要求的是有效信息傳遞速度不能超過光速，宇宙膨脹雖然超過光速，但是並不能用來傳遞有效信息。

愛因斯坦在1905年建立狹義相對論，以光速不變原理和狹義相對性原理為基礎，推導出物體運動速度不能超過光速，而且有靜止質量的物體不能達到光速，只能無限接近光速。

其實早在麥克斯韋建立電磁學方程組時，就發現光速可以根據真空介電常數（ε0）和真空磁導率（μ）推導出來，由於ε0和μ均為常數，而且這兩個常數不依賴於參考系，意味著光速c也不依賴於參考系成立，所以在麥克斯韋方程組中，已經暗示了光速不變原理。

經典力學為了解決這個困境，反而引入了錯誤的“以太”，後來愛因斯坦正式把光速不變作為基本原理，也就徹底摧毀了以太模型。

本質地說，相對論中要求的速度上限，是說有效信息的傳遞速度不能超過光速，由於任何物體都可以承載信息，所以物體的運動速度自然不能超過光速。

但是在實際當中，存在一些超光速現象，比如量子糾纏的速度就是超光速的，還有宇宙膨脹速度也可以超過光速。

根據哈勃定律（Vf = Hc x D），哈勃常數Hc=67.80±0.77(km/s)/Mpc，我們可以計算出，以目前宇宙的膨脹速度計算，對於相距144億光年的兩個星系，因為宇宙膨脹導致的退行速度已經達到光速。

目前我們可觀測宇宙的實際直徑大約是930億光年，所以在我們可觀測宇宙兩端的星系，遠離速度已經超越了光速。但是這並不違背相對論原理。

因為我們無法利用宇宙膨脹速度來傳遞有效信息，量子糾纏的速度也是一樣的，我們無法利用量子糾纏來直接傳遞信息，所以量子糾纏的速度可以超越光速；在量子通信當中，只有傳統信息和量子糾纏產生的隨機信息相結合，才能實現有效信息的傳遞，從而達到加密效果，但是量子通信整體是不能超光速的。

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艾伯史密斯

愛因斯坦關於光速不變原理，說的是真空環境下，對於有物質來說，光速是最大值。注意，這裡說的是物質而非其它概念。假如我們說的是非物質的東西，那麼它的速度是完全可以超過光速的。

之所以很多人對於宇宙膨脹速度大於光速出現疑問，關鍵就是對於相對論和光速不變原理的不理解。把速度不能夠超過光速擴大了應用範圍，認為任何事件都速度都不能夠超過光速。再舉個例子，光在介質中速度會比真空中慢，通過一些手段我們甚至可以“凍住”光子，這時候光速就很慢。有些人就會說，不是說光速不變嗎？這裡怎麼變了？而且，“凍住”的光子，我們的速度都可以超過它。這些問題的出現，都是源於我們對相對論的不太理解。

還有量子糾纏，其速度也是瞬時完成的，比光速快的多。這時候也會有人問，不是說任何信息傳遞的速度不能夠超過光速嗎？。這個疑問，則源自於我們對於量子糾纏的不理解。量子糾纏本身並沒有信息傳遞，它生來就這這樣。所以，也不違反相對論。不過，不理解也情有可原，因為愛因斯坦當時也沒整明白，也誤以為量子糾纏超光速了。

科學探秘頻道

愛因斯坦說的有質量物體不能達到光速指的是有質量的物體不能通過有限加速達到光速，這是根據光速不變原理建立的四維時空推理得到的。

愛因斯坦在提出狹義相對論時設定了一個公設——光速不變。根據光速不變可以建立了一個包含時間維度的四維時空，而在四維時空中，速度的極限就是光速！因此愛因斯坦在根據光速不變推出了兩個洛倫茲變換公式，即時間膨脹和空間收縮公式後，根據光速上限推出了第三個洛倫茲變換公式——質量膨脹公式。

而愛因斯坦正是用這個質量膨脹公式解釋了物體在持續加速過程中能量的去向問題，並且那條物理學上最簡潔公式——質能方程就是根據質量膨脹公式推導出來的。

而高速運動下的質量膨脹同時表明了速度存在上限——光速。由於越接近光速，質量膨脹越嚴重，如果達到光速質量會無限大，這顯然是不可能的，因此有質量物體必然無法達到光速。

那麼宇宙膨脹超光速又是怎麼回事呢？這其實是時空自身在膨脹，這與物體在時空中運動是不一樣的，物體在時空中運動會產生相對論效應，導致產生速度上限。但是時空自身的膨脹並不會導致其中物體產生相對論效應，因為是物體周圍的空間膨脹了，物體在空間內的運動速度並沒有改變，因此並不受光速極限的限制。

因此相對論並不限制宇宙膨脹超光速，相對論並沒有自相矛盾。

另一方面，基於因果律，除了物體運動不能超光速，愛因斯坦還提出了信息傳遞不能超光速。這是由於假如信息傳遞超光速，因果律就會被破壞，會導致結果可以發生在原因之前，然而愛因斯坦要求相對論是符合因果律的。

那麼宇宙膨脹會導致信息傳遞超光速嗎？事實上並不會。因為由於宇宙膨脹導致彼此超光速遠離的兩個個體間無法實現有效的雙程通信，也就是說兩者之間無法傳遞信息。因此宇宙膨脹超光速並不違反相對論。

關鍵字: 質量 科學 光速