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为什么无法打破光速的桎梏?

光速,为什么无法被超越,现有的对撞机内部,已经将质子加速到了极为接近光速的程度,但不会超越光速。而加速电子,对撞机中的电子的速度只比光速慢3.6mm/s,无论怎么做,也无法超越光速。

光速不可被超越,光速是不变的,这是爱因斯坦在推导狭义相对论时假设的,但通过计算发现,这个假设必须存在,也必须是这样,否则狭义相对论无从谈起。由此得出来了钟慢尺缩两个效应。

爱因斯坦发现如果一旦物质的运动可以超越光速,就不可避免的出现数学上的无穷大、无穷小的概念,这种在物理学上是没有意义的。

那干脆,光速是最高的,且不变的。

后来,通过对爱因斯坦相对论的研究与实验,实验表明,确实无法超越光速,爱因斯坦的相对论已经解决了不少现实中的问题,它是对的。

那为什么光速无法被超越呢?

其实,你只需要明白两点就行了,第一,参考系在物理学中很重要,在同一个参考系中,空间与时间不能单独存在,且相互联系,共同构成了时空。一旦时间发生变化,空间也必须发生变化,空间发生变化,时间也必须变化。

第二,在不同的参考系下,时间空间是不对等的,也就是说,物理上可以存在两个地方的时空不一致,时间流速不一致,空间尺度不一致。

举个例子,地球到太阳的距离是1.5亿公里,太阳光到地球的时间是8.3分钟。我们假设小明奔跑的速度与光速一样,那他是不是就和光一同抵达地球呢?

并不会,在地球人眼里,小明是在光到达之后的8.3分钟才到达的地球,这是怎么回事,明明一样的速度,怎么变慢一半了。

哪怕小明的速度超越了光速一倍,小明4.15分钟就可以抵达地球,但是在地球人眼里,他是在光到达之后的4.15分钟后到达地球的。

小明就很纳闷,因为他之前在飞行的时候,特意看了飞船内的时钟,两次分别用时8.3分钟、4.15分钟,他相信自己的眼睛没有看错。

其实,小明没有看错,地球人也没有看错。这就是钟慢效应与尺缩效应。这两个效应分别用一个都可以解释。也就是说,小明飞船里的时间流速比地球要慢得多,时间膨胀了。

尺缩效应是说,小明的飞船在它运动的方向上,空间长度缩短了,对于该飞船来说,它到达地球就不是1.5亿公里,而是比它长。

所以,无论小明驾驶飞船超越光速多少倍,在地球人眼里,它始终无法比光早到达地球,但是,当小明乘坐舷梯离开飞船,看向地球,他会发现,地球早已过去了不知多少年。而小明还是那个少年郎,甚至刚开始泡的咖啡还没有凉透。

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