為什麼光速無法超越?

為什麼光速無法超越?

關於為什麼不能超過光速,這可能對於有些人來說是個新鮮事,但是如果你熟悉愛因斯坦的相對論以及最著名的公式E = mc^2,你就會理解這個方程所施加的限制。

但究竟是為什麼光速無法超越呢?

科幻小說中的翹曲速度、超空間或其他能使飛船超光速的方式可實現長距離跨越。不幸的是,物理學表明科幻小說不能成為科學事實,因為我們永遠也無法超過光速。

物理學家們討論的光速是指光在真空中傳播的速度,比如在外太空。這個速度簡稱為“c”,為299792458米/秒(約每秒30萬千米)。

為什麼不可能超越真空中的光速呢?答案是愛因斯坦著名的質能方程。這個方程表明質量(m)和能量(E)是等價的。這意味著物質的質量越大,則其蘊含的能量就越大。

至關重要的是,這也意味著物質所含能量越大,那它也越重。運動是一種能量(動能),所以物質在運動時的質量要略大於相對靜止時的質量。例如,如果你以100英里/小時(約160.93公里/小時)的速度扔出一個球,那此時它的質量會增加0.000000000002克。

顯然,這個增加量很小,但隨著速度越來越接近光速,質量的增加將會變得巨大。如果一艘太空船以90%的光速飛行,那它此時的質量是飛船相對靜止時的兩倍。這意味著引擎必須加倍輸出才能使飛船加速前進。

但太空船的速度越高,其能量也越高,質量也就會變得越大,從而需要更多的能量使太空船加速。同時飛船內的一切也變得越來越重,靜止時只有14克左右的手錶,現在將重約36噸。

如果一艘太空船到達光速將會變得沉重無比,並且將需要無限多的能量來使其前進,顯然這是不可能的。這就是為什麼沒有任何東西可以達到光速,更不用說超過光速。

有方法來解決這個極限嗎?

有一些方法能解決這個問題。一些科學家認為諸如速子(或稱快子、超光速粒子)等沒有質量的粒子可以超過光速,光速是這些粒子的最慢速度。然而,這些純粹是假想的粒子,而且可能實際根本就不存在!

如果你有方法直接跳躍長距離空間到達一顆遙遠的恆星,那就有可能超過光速。

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舉個例子,如果你可以折疊或扭曲空間,你就可以從一個空間直接跳躍到另到一個空間,而不需要穿越其間的距離,也許在時空的結構中就存在一種能夠穿越其中的蟲洞,這樣就能實現超光速旅行。

出處:快科技
作者:雪花

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