为什么光速无法超越?


为什么光速无法超越?

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关于为什么不能超过光速 , 这可能对于有些人来说是个新鲜事 , 但是如果你熟悉爱因斯坦的相对论以及最著名的公式E = mc^2 , 你就会理解这个方程所施加的限制 。 但究竟是为什么光速无法超越呢?
科幻小说中的翘曲速度、超空间或其他能使飞船超光速的方式可实现长距离跨越 。 不幸的是 , 物理学表明科幻小说不能成为科学事实 , 因为我们永远也无法超过光速 。
物理学家们讨论的光速是指光在真空中传播的速度 , 比如在外太空 。 这个速度简称为“c” , 为299792458米/秒(约每秒30万千米) 。
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爱因斯坦的著名质能方程
为什么不可能超越真空中的光速呢?答案是爱因斯坦著名的质能方程 。 这个方程表明质量(m)和能量(E)是等价的 。 这意味着物质的质量越大 , 则其蕴含的能量就越大 。
至关重要的是 , 这也意味着物质所含能量越大 , 那它也越重 。 运动是一种能量(动能) , 所以物质在运动时的质量要略大于相对静止时的质量 。 例如 , 如果你以100英里/小时(约160.93公里/小时)的速度扔出一个球 , 那此时它的质量会增加0.000000000002克 。
显然 , 这个增加量很小 , 但随着速度越来越接近光速 , 质量的增加将会变得巨大 。 如果一艘宇宙飞船以90%的光速飞行 , 那它此时的质量是飞船相对静止时的两倍 。 这意味着引擎必须加倍输出才能使飞船加速前进 。 但飞船的速度越高 , 其能量也越高 , 质量也就会变得越大 , 从而需要更多的能量使飞船加速 。 同时飞船内的一切也变得越来越重 , 静止时只有14克左右的手表 , 现在将重约36吨 。
如果一艘宇宙飞船到达光速将会变得沉重无比 , 并且将需要无限多的能量来使其前进 , 显然这是不可能的 。 这就是为什么没有任何东西可以达到光速 , 更不用说超过光速 。
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有方法来解决这个极限吗?
有一些方法能解决这个问题 。 一些科学家认为诸如速子(或称快子、超光速粒子)等没有质量的粒子可以超过光速 , 光速是这些粒子的最慢速度 。 然而 , 这些纯粹是假想的粒子 , 而且可能实际根本就不存在!
【为什么光速无法超越?】如果你有方法直接跳跃长距离空间到达一颗遥远的恒星 , 那就有可能超过光速 。 举个例子 , 如果你可以折叠或扭曲空间 , 你就可以从一个空间直接跳跃到另到一个空间 , 而不需要穿越其间的距离 , 也许在时空的结构中就存在一种能够穿越其中的虫洞 , 这样就能实现超光速旅行 。

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