光速需要多久才能超越一个地球(光速对任何观察者而言都是不变的)

宇宙间最快的速度是什么?是光速,这毫无疑问。此时,可能又要有人搬出宇宙膨胀速度和量子纠缠来反对这一结论了,所以我们先来解释一下,所谓光速最快,指的是宇宙系统内部物质的运动速度,而宇宙膨胀属于空间膨胀,和我们所说的速度根本不是一回事,所以与光速最快原理并不矛盾,而对于量子纠缠,目前还有很多有待研究的问题,但可以肯定,量子纠缠显然不是一种运动,所以其与光速最快原理也不矛盾。所以,光是宇宙间运动最快的物质,而且它的速度始终恒定为每秒30万公里,不管对于任何观察者来说都是如此。

光速需要多久才能超越一个地球(光速对任何观察者而言都是不变的)(1)

为什么光速是宇宙间最快的呢?为什么其它物质不能超越光速呢?光速到底能不能被超越呢?原因说起来很简单,光速最快是因为光没有质量,准确的说是没有静止质量。我们知道任何运动着的物体都是具有质量的,但并不是所有静止的物体都具有质量,光子就是一个例外,它只有运动质量,而没有静止质量。而除光子以外的全部物质都是具有静止质量的。为什么具有静止质量就无法超越光速呢?因为我们没有足够的能量供给给它们,或者说宇宙没有足够的能量供给给它们。为什么这么说,你知道质能方程吗?

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根据质能方程计算,任何有质量的物体在越是接近于光速,其质量就会越大,而当它达到光速,它的质量将会趋近于无穷大,任何物体的运动都需要能量的驱动,而越是大质量的物体,其加速所需要的能量就越大,所以要推动有质量的物体达到光速就需要无穷多的能量。所以任何有质量的物体都是无法达到光速的,只有光子可以,因为它没有质量。光速不仅是宇宙间最快的速度,而且它还是恒定不变的,对于任何观察者而言都是不变的。举个例子,比如一个人在火车上扔出一个石子,石子的速度是每秒2米。

光速需要多久才能超越一个地球(光速对任何观察者而言都是不变的)(3)

那么相对于火车上这个人而言,石子的速度就是每秒2米。我们假设火车的速度是每秒10米,如果此时火车之外站着一个人,那么对于这个人而言,石子的速度就是火车的速度加上石子的投掷速度,也就是每秒12米。这个例子表明对于不同的观察者而言,物体的运动速度是不一样的。但是如果我们将石子换成光,情况就截然不同了,因为光速是恒定的。也就是说,此时如果你站在火车上测量,你会发现光相对于你而言是每秒30万公里,如果你站在火车之下去测量,仍然会发现光的速度为每秒30万公里,而并不是火车的速度加上光速。

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从上面的例子可知,无论对于任何观察者而言,光速都是恒定不变的。为什么会这样呢?这是因为光和时间具有着某种微妙的联系。有些人认为时间是不存在的,这是很可笑的,只要你测量一下光速,就会明白时间真实存在。因为正是因为时间的存在,光速才能够保持不变。还是上面这个例子,为什么在火车上测量和在火车下测量,光速都是一样的呢?这是因为对于火车下的人来说,时间变慢了。只是你没有意识到,你产生了一种错觉,认为是光速变快了,但只要你去测量就会发现,光速没变,变的是时间。

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