首页 为啥光速不行逾越,各走各路的两束光叠加在一起可以超光速吗?

为啥光速不行逾越,各走各路的两束光叠加在一起可以超光速吗?

这是很多人的疑问:已然光速是不行逾越的,那么两束方向相反的光,对其间一束光而言,另一束光的速度看起来是二倍光速吗?简略的说,便是两束光叠加起来会不会逾越光速呢?咱们不会,这好像没有道理呀。其实这便是光…

这是很多人的疑问:已然光速是不行逾越的,那么两束方向相反的光,对其间一束光而言,另一束光的速度看起来是二倍光速吗?简略的说,便是两束光叠加起来会不会逾越光速呢?咱们不会 ,这好像没有道理呀。

其实这便是光速的特性,简略的说,在狭义相对论中,就叫光速稳定。这个稳定不变包含着几重意思:

榜首,光速极限,不行逾越。

这便是说,真空光速是咱们国际最快的速度,任何有静寂质量的物体都无法抵达,更无法逾越,1个电子也不行。通过百年实践查验,现在确定与光速齐头并进的只需引力波,其次是中微子,但其因为静质量不为零,就比光速略慢一点点。而所谓超光速或或许超光速的几个事物,如国际胀大、曲速飞行、虫洞穿越、量子羁绊不属于物质运动速度,没有能量和信息的传递。

这便是光速极限,其遵从爱因斯坦质能方程和质速联系方程,这两个方程的表达式为:

质能方程:E=MC^2。这儿E为能量,单位J;M为质量,单位kg;C为光速,精确值为299792458m/s。

这个公式提醒了物质中包含着巨大能量,质量和能量是等价交换的,不论是1千克萝卜白菜仍是1千克黄金铂金,其里边包含的能量都是相同的,只需谁有这个本事把其质量悉数转化出来,其能量就惊天动地,1克质量就适当2万多吨TNT烈性炸药的能量,适当1颗半广岛原子弹。

质速公式:M=m/√。这儿M为物质的运动质量,m为物质的静质量,v为运动速度,c为光速。

这个公式提醒了速度与质量的联系。在低速状态下,物体的动质量改变不大,乃至可以忽略不计;速度越大,物体的动质量越大,速度趋向光速物体的动质量趋于无限大。因而咱们1个质子或许1个电子抵达了光速,动质量也将变得无限大。而咱们国际质量也是有限的,这便是一个悖论。这阐明有静质量的物体,不论其多小,抵达了光速都会炸毁整个国际。

第二,光速稳定,不行叠加。

这个意思是说,在任何参照系真空光速都是相同的。当然光速在不同的介质里速度会不相同,有时候比其他物质运动还要慢,但这并不能否定真空光速是咱们国际的极限速度。

并且光速是稳定的,这个稳定有两个意义:一是在任何参照系都是相同的,也便是说,不论你在地球上看,仍是在月亮上看,仍是在火星上看,仍是在太阳系以外乃至银河系以外看,都是相同的;二是光速不行叠加,这也便是说在行进的火车上往前面射出一束光,或每秒30千米公转速度的地球上射出一束光,其速度与在地面上反公转方向射出一束光速度是相同的,不能叠加参照系速度。

其实这个问题早在1887年就得到了处理,这便是闻名的迈克尔逊-莫雷试验。

他们试验意图是证明以太的存在。以太是古希腊哲学家亚里士多德想象的一种物质,他以为在空间除了咱们知道的物质,还有一种看不到摸出找的东西,他把它叫“以太”,光线、星球等都是在以太中运动。这个说法一直在科学界撒播并争议了几千年,从来没有得到证明或否定。

美国物理学家阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷于1887年做了一个谨慎的试验,意图是为了证明地球在以太中的速度。他们把一束光通过分光镜分红两束光,别离射向不同的方向再折射到观测屏,成果发现向着地球公转方向和反向的光速是相同的。要知道地球公转线速度为每秒约30千米,光速向前方射出就应该加上每秒30千米的速度,但却与反方向光速是相同的,这阐明什么呢?

这个试验不光从此给所谓的以太论画上了一个句号,证明国际中没有这种奥秘的以太,并且无心插柳的证明了光速稳定理论。便是说不论在任何参照系,不论是速度叠加不叠加,光速都是稳定的,其遵从洛伦兹变换公式。

爱因斯坦便是总结了历史上这些这些科学试验定论,形成了狭义相对论的理论根底,其间选用的一个重要公式便是洛伦兹变换公式。省掉整个繁琐的演算进程,洛伦兹变换公式扼要表达为:V=(V1+V2)/(1+V1xV2/C^2)。这儿,V表明物体叠加速度,V1、V2为两个运动源速度,C为光速。

这个公式是高速状况下反映实在国际的公式,它比伽利略变换1+1=2是一次腾跃,阐明这个国际是相对的,不是肯定的,由此肯定静态国际观被破除,人类开端从本质上知道这个国际,便是国际是相对的,在运动中不断改变的。这成为了狭义相对论的立论根底,并且终究个引申出了广义相对论。

狭义相对论以为,时空跟着速度的改变而产生尺缩钟慢效应,广义相对论以为引力场让时空成为相对的,引力场越大,时刻越慢,在黑洞中时刻中止。

这便是光速的精华,在爱因斯坦最巨大的理论狭义相对论和广义相对论中,处处可降到光速的影子,光速在其间扮演着时空规范的人物。现在,光速的这些界说充满着科学理中一切当地,100多年没有人可以打破这个杠杠,谁有本事打破,就成为新时代的爱因斯坦。

现在来说说所谓的各走各路两束光的速度能不能叠加。

仍是前面说的相同,不能。这个仍然适用洛伦兹变换公式,任何状况下都无法逾越光速。并且从逻辑上说,逾越光速就看不见。

咱们随意举个比如,咱们看到的恒星,有的间隔咱们几亿光年,有的间隔咱们只需几光年,这些恒星有的背着咱们运动,有朝着咱们运动的。咱们背着咱们运动的就超光速,向着咱们运动的就低于光速,咱们怎样可以凭着这些恒星传到咱们视网膜的光来测算出他们间隔呢?

人类是依托感光来观测的,咱们作为一个观测者站在远处,看到两束光各走各路,这些观测者看到的是两束别离不同的光,光速A和光速B都在以光速运转,它们各自并没有逾越光速,没有任何叠加一起算的理由。

咱们这个观测者跟着A光源运转观测B光源,依据尺缩钟慢效应,在光速中时刻为零,空间为零,好像没消逝任何时刻和空间,看到的B光源永久都是那个姿态。

人类观测任何东西都是依托光源或许光的反射,要有光到视网膜才可以“看到”,而光是有速度的,约30万千米每秒,咱们真的有逾越光速的东西来到人的视网膜,有两种状况或许产生:一种便是向着咱们运动,但这个物体过去了今后,他的印象还没有抵达咱们的眼皮;另一种便是它们超光速离咱们而去,咱们将永久看不到它宣布的光。

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