为什么宇宙里任何物质的速度都不能超过光速?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-09
为什么任何物体的速度都不能超过光速

相对论认为物体无法超光速,为什么宇宙膨胀的速度却超过了光速?

引言:虽然太阳距离地球有着一个天文单位那么远的距离,但是太阳光从太阳发射出去后只需要大约八分钟就能够照射在地球上,可见光速之快。相对论中指出了任何物质的速度都不可能超过光速,但科学家们发现宇宙膨胀的速度远比光速快,这是为什么呢?

长期以来,人类都认为光速是宇宙中最快的速度,但科学家在发现了宇宙不断膨胀的现象之后,认为宇宙膨胀的速度要比光速快得多。最早将世间万物的速度限制在光速以下的理论是爱因斯坦的相对论,他在该理论中提出了任何物质的运动速度都无法超过光速,甚至连信息的传输也是无法超过光速的。那么宇宙膨胀的速度为何又比光速快呢?它是否违背了相对论呢?

科学家最早发现宇宙膨胀的速度比光速快是在研究宇宙的可观测范围,从目前探索的情况来看人类能够观测到的宇宙直径大约为930亿光。在930亿光年之外是否的空间是否还属于宇宙的,目前不得而知。现在假设宇宙中第一束光随着宇宙大爆炸而产生,如果它在后面的传播过程中并没有受到太大的影响,那么传播到现在应该走过了138亿光年的路程。但是我们能够观测到的宇宙半径为465亿光年,远远比光走过的路程要多三倍多,由此可见宇宙膨胀的速度是比光速快的。

那么宇宙膨胀的速度是否与爱因斯坦的相对论矛盾呢?实际上并不矛盾,因为爱因斯坦在该理论中谈到的是宇宙中的物质,这其中并不包括整个宇宙在内。而且他还指出了,凡是拥有静态质量的物体速度不可能达到光速,而地球上几乎所有的物质都具有静态质量,这也是人类无法实现光速飞行的原因。

那么为什么光速不及宇宙膨胀的速度快呢?起初科学家们也对此感到迷惑,因为人类任何关于宇宙起源的理论都建立在一定的假设基础上,目前并没有实际的证据来证明宇宙大爆炸理论,因此很难解释为什么宇宙膨胀的速度远比光速快。我们可以想象这样的场景,在一个蚂蚁洞口中分布着多只蚂蚁,它们以一定的速度朝不同的方向运动,过了一段时间后蚂蚁运动了一定的距离。但如果这时候蚂蚁运动的表面也在膨胀的话,那么蚂蚁实际上运动的距离是超过了原来的距离的。

后来有科学家提出了一种观点,他认为宇宙的膨胀并非是简单的向外扩张,它或许还包括了维度的扩张。在上个世纪初,天文学家哈勃就利用天文望远镜发现了在银河系之外的许多星系都发生了红移现象。具体的红移现象这里就不再阐述,感兴趣的朋友可以上网搜一下,这种现象的出现说明了银河系之外的星系都在不断地远离银河系。后来哈勃通过实验计算出了哈勃常数H=67.80±0.77km/s/Mpc,该常数说明了宇宙膨胀的速度要比光速快得多。
由此可见宇宙膨胀的速度确实比光速快很多,而且它还不违背相对论。目前科学家们还在研究关于宇宙膨胀的问题,随着宇宙的膨胀,太阳系在宇宙中的位置会越来越边缘化。到时候或许太阳系会位于宇宙的边缘,到达宇宙边缘对于未来人类来说可能是可以实现的。

相对论的一大前提假设就是任何物体的速度不能超过光速.因为由m=m/(1-v的平方/c的平方)对分母开平方.
由这条公式可以知道,当速度接近光速时,分母趋于0,所以质量趋于无穷大.这是不可能的.另外,E=1/2
mv2可以知道.由于质量无穷大,能量无穷大,所以没有外界的东西可以提供



  • 为什么宇宙里任何物质的速度都不能超过光速?
    答:相对论的一大前提假设就是任何物体的速度不能超过光速.因为由m=m/(1-v的平方/c的平方)对分母开平方.由这条公式可以知道,当速度接近光速时,分母趋于0,所以质量趋于无穷大.这是不可能的.另外,E=1/2 mv2可以知道.由于质量无穷大,能量无穷大,所以没有外界的东西可以提供 ...
  • 宇宙中物体运行速度为什么不超过光速
    答:狭义相对论给的解释是因为宇宙中的物体遵循因果律 也就是存在因果关系的事物必然先后发生 (存在时间关系)不会反过来 而且对任意观察者成立 光速 或者说一系列电磁波的速度 就是这个最大因果速度 首先证明下物体运动(包括信息传递)速度不能是无穷大 否则违反因果律:设从地球向以速度u运动的火箭发射速度...
  • 爱因斯坦指出任何物质的速度都无法超越光速,该怎么理解?
    答:二、关于速度受到限制的原因。其次,另外一点就是关于速度受到限制的原因,就是我们人类所发射的各种探测器,想要在宇宙中飞得更快的话,那么肯定就要能够躲避宇宙中的这些陨石,毕竟宇宙中充满着各种各样的美食,而这些饮食也是阻碍卫星运动的,主要一原因如果阻挠太多,速度则不上去。三、关于光速。最后一...
  • 宇宙中的物体运动速度为何无法超越299792458米/秒?火是一种物质还是一...
    答:有质量的物体运动速度不能超过光速,因为物体的质量随着速度的增大而增大,当物体接近光速时,其质量会接近无穷大,那将这个物体加速到光速所需的能量也为无穷大(有光子运动时质量,静止时无质量);如果是无质量的,例如影子,光斑,这些东西移动的速度是可以超过光速的,因为这些物体移动没有能量存在。火...
  • 为什么任何物体的速度都不能超过光速?
    答:当其无限接近光速时,其质量为无穷大,而推动无穷大质量继续加速就需要无穷大的力,而这显然是不可能的.所以,当速度为光速时,也就不可能继续加速了.继而可以得出结论,任何速度都不可能超越光速.当然,相对论虽然被科学界基本认同,但是毕竟是理论,不能说一定是真理,也可能日后会有人证明超光速是可能的....
  • 为什么任何物体不可能超过光速
    答: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=mC²,式中E为能量,m为质量,C为光速;也就是说,一切物质都潜藏着质量乘于光速平方的能量.由此可以解释为什么物体的运动速度不可能超过光速。一个静止的物体,其全部的能量都包含在静止的质量中.一旦运动,就要产生动能.由于质量和...
  • 宇宙任何物质无法超越光速,是否可以被推翻了呢?
    答:宇宙中任何物质速度都无法超越光速,所以从物理学上来讲光速具有不可超越性,就是说你通过什么样的方式活动都不可能超越光的运转速度,只能无限接近于光速,而不能达到乃至超越光速。光速人们现在取了一个大概的数字是30万米每秒,但实际上不是这么精准,29万多一点,人们只是为了方便计算而已光速就是...
  • 为什么任何物体都不能超越光速?
    答:人是可以超越光速的,就目前观测而言,天文学家已经用射电望远镜观测到宇宙遥远的地方超新星爆炸后的膨胀速度是光速的4倍.天文学家在上世纪有一个重大发现,即类星体.这是一种很特别的天体,用天文望远镜接受到这类天体的无线电波,制成相片,看上去有点想横行,但又不是恒星,所以命名为类星体.对类星体进行...
  • 为什么任何物体的速度都不能超过光速
    答:其次,相对论中假设光速是恒定不变的一个值!也就是说在任何地方的光都是一个速度,这个也是没有证伪的,也是假设!没人能证明有没有比光还快的东西,有朝一日发现更快的东西了,相对论就要被更妥当的东西代替了,首先,在相对论中能达到光速的只有光,任何静止质量大于0的物体都不可能达到光速,...
  • 爱因斯坦的广义相对论说为物体的速度为什么不可能超过光速啊??_百度...
    答:外星飞船以一种的奇特的方式穿梭于银河系乃至整个太空。就人类现有的知识来看,光速是宇宙中速度的极限,任何物体的运动速度只能无限接近光速,不可能超过光速。研究者认为:实际上光速是我们现在能达到的极限,这个结论既不是理论推导出的,也不是实验证明了的,这是一个假定。这个假定是爱因斯坦在他提出...