为什么光速是宇宙的极限速度?物质真的不能达到光速吗?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-09
宇宙极限速度为啥是光速?这个速度为什么不能被超越?

  首先我想说的是,光的速度可以被超越!不要惊讶,这是真的,但我们需要在耍赖、作弊的情况下才能超越光的速度,这个我们后面在说。首先我们在非相对论的基础上解释下,为什么我们不能超光速?
  人类的极限速度
  目前人类所创造的速度极限实在粒子对撞机中实现的,粒子加速器是利用电场加速粒子,并且使用磁场将带电粒子控制在加速环中加速,这就是说磁场、加速环越大,粒子获得的能量越高,
  大型强子对撞机中质子获得的能量是6.5 TeV,速度已经达到了0.9999999896c,299,792,455 m / s。这个数字一看这和光速基本没有区别,但确实没有达到光速。但质子还不是最快的人造速度。

  还记得电子吗?一个电子比质子轻了1836倍!在LEP电子对撞机中获得的能量为104.5GeV,是人类有史以来最快的加速粒子,达到了0.999999999988c,299,792,457.9964m/s,仅仅比真空中的光慢3.6毫米/秒!

  这时你可能会想,就差了3.6毫米每秒,这么难么?是能量不够吗?有没有更高能量的粒子?有!人类目前造不出来,但宇宙可以,大家还记得黑洞旋转的吸积盘的,磁场比人类创造的磁场强10亿倍,喷射出来的宇宙射线(质子流)能量可以一路飙升到10^19 ev以上!
  宇宙的极限速度,为什么不能被超越?  这么高的能量为什么还是没有超光速,下面就说说到宇宙的速度限制或者说能量限制了。当一个粒子的所携带的能量在5×10^19eV以上时,宇宙就开始干预粒子,不让其超过这个阈值。就是我们所说的GZK极限值!

  GZK极限是以提出者Greisen、Zatsepin、Kuzmin三人姓氏之首字母为名的理论上限,描述源自远处的宇宙射线应有的理论上限值
  当粒子能量高于这个极限值,在空间中就会和微波背景发射中的光子发生相互作用,并且产生一个中性π介子,一个中性π介子就会消耗135Mev的能量!知道粒子能量降低到允许的极限值。这个极限值意味着黑洞能量再怎么高,创造出来的质子速度为299792457.99999999999999999999918米/每秒。还是不能达到光速或超光速!

  这时有人就想,那宇宙微波辐射有一天会不会随着宇宙的膨胀没有了?速度就可以超光速了?不是的,空间的膨胀只会让光子的能量更低,甚至膨胀到无限低,或者波长被拉到无线电波的不断,但永远不会让光子消失。这就是解释宇宙极限速度的一种方式,如果你想听相对论版本的,下面就是!但首先你要相信相对论是正确的。
  相对论是怎么解释光速不能被超越的
  宇宙的速度极限,我们通常称之为光速,是宇宙运行的基本原理。相对论说,当你走得越快,你在前进方向上的空间维度就缩小得越多,当你被外部观察者看到时,你的生物钟也会运行得越慢。换句话说,空间和时间并不是一个固定的背景,在这个背景上,所有的事情都以相同的方式发生。相反,时空可以被弯曲或扭曲。
  如果你看爱因斯坦相对论的核心方程式,你会发现当你接近光速时,你前进方向的空间维度会缩小到零,而你的时钟会慢到停止。一个宽度为零,时间没有变化的参考系实际上是一个不存在的参考系。因此,这就告诉我们,没有任何东西可以比光速更快,原因很简单,间和时间实际上并不存在于这个点之外。因为“速度”的概念需要测量在一定时间内在空间中走过的距离,所以速度的概念甚至在物理上并不存在于光速度之外。事实上,“比光还快”这个短语在物理上是没有意义的。这就像是说“比黑还黑”。

  你可能会说爱因斯坦的相对论是错的。但现在有如此多的证据都在支持相对论,如果它是错的,以光速不变原理构筑起来的相对论大厦早就垮了。
  为什么说光速又可以被超越
  前文开头我为什么又说可以超光速呢?其实关于关于“光速极限”这一原理,更准确的说法应该是:“在本地空间内,没有任何东西的速度能超过光速。”这意味着如果我们使用非局部尺度,我们确实可以获得比光速更快的有效速度。
  例如,如果虫洞存在,你可以有一个从地球到北极星的捷径。与从地球到北极星而没有穿过虫洞的光相比,你的速度会更快。换句话说,你会先到达北极星。这样的超光速是允许的,因为你从来没有在局部空间超过光速。如果有一束光从地球发射到北极星,并和你一起穿过虫洞,你就不可能跑得过光。

  再举一个例子,宇宙中有一些遥远的恒星,它们之间的碰撞速度比光速还快。这也是允许的,因为星系并不是本地速度。这些星系会人为自己相对于周围的空间根本就没有动,谈何超光速。
  还有一个例子,我们经常会看到核反应堆发出幽幽的蓝光,这时切伦科夫辐射,光子在水中的速度受到了限制,而电子这时就超过了光速!

追问: 那只是个假说啊。不过,按现介段人类的发展水平,在人类能把物质加速到光速之前,也许 它就是正确的吧。假如一千年后人类能吧物质加速到光速,到那时候相对论也就不适用了 回答: 95%的理论都是假设,只要这个理论符合实验数据和观察事实,那么该理论就会被普遍接受。直到新的现象无法用理论来解释,那要么修正该理论,或者用一个新的理论代替。每一个新理论除了能解释所观察到的现象,还要对一些现象作出预言,相对论就预言了水星轨道的近动还有太阳对经过的光线的偏折。M=m/(1-v�0�5/c�0�5)^0.5 相对论质量M和静止质量m有上式关系。

答案(2)他们暂时不会知道的,光推不了东西的,速度太快体积质量太小,力量传导没到被推物体的全身就穿透了或者频率小被反射又或者被捕获补充回答:
来自手机问问
又看到这个问题~相对论不能代表完全正确。这是空间极限速,如果我们的空间升一些就能超光速,降一些就不能达到光速、任何物质都是有质量的,除非空间,空间是量不是质量。具体的不说了。任何问题都应该有自己想法,比如物理的机理能解答并附合化学、生物机理。课本的都是各自为营的,从来没有能从一而终完全能解释的。这代课本的发展已经是快到头了
ΘΧ啥都不想
质量在空间中运动有阻尼作用,质量越大效果越大,相对论中有个公式,速度越大质量越小,光速时质量为零,只要有质量就达不到光速,你唯一能看到的光速就是光子,光子没质量,至于你的问题,是个很经典的误解补充回答:

  • 光速为何是宇宙速度极限?到底是什么限制了光速?
    答:不要以为3.6毫米是个很小的数字:再给电子加大能量不就能超越光速了吗?那是不可能的,3.6毫米对于科学家来说就是难以逾越的鸿沟。速度达到一定程度,当无限接近光速之后,再想加速就变得非常困难!回到正题:为何不能超越光速呢?从以下几方面来分析。宇宙中存在着“GZK极限值”(GZK是以三位科学家...
  • ...快速度就是光速,但光速在宇宙中真的是最快的吗?为什么?
    答:我们目前所知的最快速度就是光速,但光速在宇宙中真的是最快的吗?为什么?依据已有的科学思想,光的传播速度这是所有静态数据物件不能达到的速度极限,换句话说,超过它,就不要去想它。初期大家对光线的认识是这样子的。亚里士多德觉得光不需要一段时间,这是一瞬间的。换句话说,超过它,就不要去...
  • 光速是极限速度,但却只有30万公里每秒,到底是什么限制了光速?
    答:光速在我们所认知的领域当中是需要介质,尤其是在空气或真空当中才能够达到这个极限速度,尤其是我们在宇宙当中来观看天体运动的时候,所接触到的光束和光年,可能就和我们日常进行运动的路径是一样的看起来非常的缓慢。光速在宇宙的尺度下,真的和我们日常走路的速度是相类似的虽然说,他已经达到了我们所...
  • 通俗硬核科普:为什么宇宙会将最大速度限制在光速?
    答:但在远小于光速的情况下你都察觉不到这些差异。 理解了上面这些,下面就讲速度与时间的关系: 把时间拉长,如果你在无限接近光速的飞船里过完一生呢? 最劲爆的回答是:你可能过不完这一生了…… 因为还没等你过完一生,宇宙就已经毁灭了。 在你无限接近光速的一生中,外面的世界可能过去了百亿年(其实远不止,后面...
  • 为什么光速是最快的?
    答:人无论靠什么推进器,速度都是无法达到光速的,更不要说超光速了。因为,有质量的物体的运动速度是不可能达到光速的。原理如下:首先,我们来了解一下质能等价理论。质能等价理论是爱因斯坦狭义相对论的最重要的推论,即著名的方程式E=mC^2,式中为E能量,m为质量,C为光速;也就是说,一切物质都...
  • 为什么说光速是宇宙极限速度,凭什么
    答:c是一个宇宙物理常数。 可以说不同的宇宙中c值也不同。 即便在 '我们这个宇宙' 中,空间的 '疏密' 不同,c值也不同。 不能说光速是宇宙速度的极限。而是宇宙本来就有个速度极限值c,光子的传播速度能达到这个值而已。 微观来说,就是在一普朗克时间内,位移一普朗克尺度。 为什么?空间并非宏观...
  • 为什么光速是极限速度?
    答:根据新理论,光速不是极限速度。“欧洲核子研究中心”周四(2011年9月22日)宣称,研究中心与世界最大的意大利格兰萨索物理实验室,合作测试亚原子(或称超光速粒子tachyons)速度比光粒子快的实验成功!根据《路透社》报导,“欧洲核子研究中心”(European Organization for Nuclear Research,CERN)发言人...
  • 宇宙中最快的速度是“光速”吗?
    答:所以其速度也必将超越光速。总的来说,自然界本身就是存在诸多的疑问,但是可以肯定的是,以人类的科学发现来说,宇宙中最快的速度并非就是光速,一定会有超越光速的存在,所以更需要科学家们去深层次地挖掘和科学去发现,宇宙速度也可能是没有上限的,或者从某种意义上来讲,时间也是不存在的。
  • 光的本质是什么?为什么速度那么快?
    答:是因为光和其他绝大多数物质不同,光本身没有任何质量,因为这个,光可以轻松的达到宇宙中最快的速度。那么光又是怎么来的呢?这个问题也是在科学家研究之列的,光是怎样产生的这个问题可以宇宙大爆炸理论的相关知识来解决这个问题。 在距今离我们非常遥远的138亿年,就是宇宙之前的物质是从一个奇点的...
  • 为什么光速在宇宙中是不可逾越的,有没有速度比光速更快?
    答:目前来说,科学家尚未发现比光速更快的速度,也正是因为如此,有科学家提出设想认为,光速可能是我们所处宇宙的速度极限,也正是因为如此近些年科技不断的推陈出新,不断的打破速度的上限,但是尚未超越光速,总的来说要从以下几个方面出来思考这个问题。1,科学家目前来说,尚未发现自然界存在比光速更...