人类为什么不能突破光速,是动力问题还是什么原因?

作者&投稿:姚试 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
人类为什么不能突破光速,是动力问题还是什么原因~

传统的相对论理论认为光速是极限速度,任何物体都不能超越光速,而且人类想要达到光速就要投入非常大的能量来产生动力,而目前还远远达不到。但是已经发现超光速运动的粒子。

光速一直以来都是一个老生常谈的话题,我们也会经常在科幻电影中看到利用虫洞或其他技术让飞船实现亚光速飞行进行星际旅行,不过以目前的科学理论来说,这些科幻技术是不可能实现的。


光速每秒299792458米,是宇宙中物质运动速度的上限,而光速不可超越则是出自于爱因斯坦的狭义相对论。在狭义相对论中提到:有质量的物体是不可能超越光速的,只能无限地接近光速,却永远都无法达到光速。
狭义相对论。首先从要从爱因斯坦的质能方程E=mc²说起。在此方程中,物质的质量m和能量E是等价的,即物质的质量越大,其能量也就越大,同时也意味着物质所含能量越大,那它的质量也就越大,这也就是说当速度越来越接近光速的时候,质量将会增加。


当一艘飞船以90%的光速飞行,那它此时的质量是飞船相对静止时的两倍,并且还意味着其引擎也要加倍输出才能使飞船加速前进。
即一个物体的运动速度越大,其质量就会越大,那么维持其高速运行时所需的能量也就越大,当物体接近光速时,其维持接近光速运动的能量就趋近于无穷大,也就是质增效应,因此物体不可能达到光速。


其实从这个公式中,我们也可以发现,当物体的速度v为光速的时候,代入公式,分母为0,在数学中,这种情况下代表的是无穷大,也就是说这个时候,物体的质量是无穷大。
而当物体的速度超过了光速,根号里面的值就变成了复数,分母中的结果会产生虚数,而实际中,虚数的存在是没有实际意义的,因此不允许物体超过光速。


那为什么光可以达到光速呢?光具有波粒二象性,从波的角度来看,光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量,决定了它的波长和传播方向;


而从粒子的角度来看,光子静止质量为零,电荷为零,半衰期无限长。在相对论中,光子由于无法静止,所以它没有静止质量,只具有相对论质量(动质量),因此光子能够以光速运行主要是因为其静止质量为零。
但宇宙中也存在着一些超光速现象,并且也没有违背相对论,因为在相对论所中描述的”光速不能被超越”有个前提条件,那就是有质量的物质不能达到光速。


一、量子纠缠
指的是“A”和“B”两个粒子互为纠缠状态,如果将这两个粒子放置在相距几百亿光年的宇宙两端,只要A做了一个动作,B则会和A同步做相同的动作,反之亦然,这种信息传递被科学界认为是超光速的。


二、宇宙膨胀速度
根据当前的主流理论,宇宙来源于138亿年前的一场大爆炸,但我们目前可观测的宇宙半径为460亿光年,也就是说在过去的138亿年中,宇宙至少膨胀了460亿光年,这样计算的话,宇宙膨胀的速度至少为光速的3倍多。考虑到宇宙的实际大小还要远大于930亿光年,所以宇宙膨胀的速度还要快的多。


三、虫洞理论
虫洞(爱因斯坦—罗森桥)在上世纪30年代由爱因斯坦提出存在于宇宙之间一种连接两个不同宇宙时空的便捷通道,科学家也都对此抱有很浓厚的兴趣,因为虫洞可以作为“超光速”星际旅行的一种方式,而且虫洞理论也并没有违背相对论,因为它是通过改变空间结构来实现超光速的。


目前人类所创造的速度极限是由粒子对撞机中实现的,粒子加速器的原理是利用电场加速粒子,使用磁场将带电粒子控制在加速环中加速,即磁场、加速环越大,粒子获得的能量也越高。
在实验室内,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,而一个电子要比质子轻1836倍。


人类有史以来最快的加速粒子是在LEP电子对撞机中实现的,其获得的能量为104.5GeV,速度达到了0.999999999988c,299,792,457.9964m/s,仅仅比真空中的光慢3.6毫米/秒。
总结在爱因斯坦的狭义相对论中所提到的光速不可超越,指的是任何有质量的物体都不可能在真空中达到光速,即光速是物质运动速度的极限,而非物质世界的速度并不受光速影响。如今,人类在宇宙中所发现的超光速现象其实都是与空间有关,并不违背相对论。

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(质能方程)中为E能量,单位电子伏特(eV),m为质量,单位MeV/c^2 ,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。
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。由于质量和能量等价,运动中所具有的能量应加到质量上,也就是说,运动的物体的质量会增加。当物体的运动速度远低于光速时,增加的质量微乎其微,如速度达到光速的0.1时,质量只增加0.5%。但随着速度接近光速,其增加的质量就显著了。如速度达到光速的0.9时,其质量增加了一倍多。这时,物体继续加速就需要更多的能量。当速度趋近光速时,质量随着速度的增加而直线上升,速度无限接近光速时,质量趋向于无限大,需要无限多的能量。因此,任何物体的运动速度不可能达到光速,只有质量为零的粒子才可以以光速运动,如光子。

那在未来多少年之后?人类才能够真正的接近并超越光速呢?如果说人类穷其一生都无法接近光速的话,这对于我们来说可能就是莫大的打击了,只因为爱因斯坦曾经说过,宇宙间任何有质量的物体的速度,都不可能超越光速



传统的相对论理论认为光速是极限速度,任何物体都不能超越光速,而且人类想要达到光速就要投入非常大的能量来产生动力,而目前还远远达不到。但是已经发现超光速运动的粒子。

动力是一方方面,还有给据相对论,当速度接近光速时,物体的质量,长度都会发生明显的变化。这些问题目前人了还没有弄清,想达到光速还有相当的困难。

爱因斯坦曾提到虫洞


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水磨沟区19640078776: 人类为什么不能突破光速,是动力问题还是什么原因? -
诸蒋泰罗: 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...

水磨沟区19640078776: 既然宇宙中没有阻力,则宇宙飞行器在有足够燃料燃料的情况下可以无限加速,但为什么人类无法达到光速? -
诸蒋泰罗: 宇宙中是有阻力的.万有引力、宇宙微尘粒子的碰撞、摩擦,宇宙射线的碰撞.有一个经典的例子,你拿着一面镜子以光速飞行,你还能在镜子中看到自己的影像吗?因为有爱因斯坦的光速不变原理,你是可以看到的,跟你一动不动看到的是一样的.对于速度十分接近光速的宏观物体,越想接近光速,提供的动力的功率就会无限增大,所以只可能是无限接近.

水磨沟区19640078776: 为什么不能超越光速 -
诸蒋泰罗: 从理论上来说是不可能的.以人类已知的能力来说.超越光速就有可能以光速的好几倍在飞船上度过,虽然在飞船上的人不会以光速衰老,但地球上的人就会以光的数倍度过.用举例来说明的话: 你10岁出去用光速度过了1小时,那在你出发时和你同龄的人就有可能已经80以上或已死亡了. 而且如果达到光速的10倍以上的话,就有可能跨越时空,来到过去或未来,更有可能去另外一个宇宙.到达其他的空间.我们在三度空间,他就有可能去1,2,4,5,6空间,甚至像科幻电影那样来到另一个人的身体.也许可以通过宇宙中的虫洞或去扭曲的时空,在通过那里,达到光速.这样用的时间就节约了许多. 天呢,反正我不想去. gei fen

水磨沟区19640078776: 为什么不能超越光速
诸蒋泰罗: 1、因为光是目前为止,实际和理论中所知的最快的东西. 2、光是一种波动,不是物质.不过光具有波粒二相性,也就是说光在物理特性上表现出波动和粒子的特性.

水磨沟区19640078776: 为什么人不能超越光速?
诸蒋泰罗: 人类现在的科技程度根本无法让人类超越光速, 当速度非常大的时候会涉及到各种问题,如:钟慢现象.人类还需要很长的时间去探索.

水磨沟区19640078776: 为什么人跑的速度不能超过光的速度? -
诸蒋泰罗: 根据爱因斯坦的狭义相对论,任何物体的移动速度不可能大于光速,如果超过光速还要按照狭义相对论计算时间会不会逆转问题的话是没有意义的,因为这时候已经超出了相对论的使用范围(其使用条件是光速不可超越),但是根据狭义相对论可以计算出来十分十分十分快甚至可以接近光速运动物体,发现象你所说的在我们看来时间会变慢,这个已经被科学实验证实了. 但是我坚决反对速度超过光速后却还继续使用不能使用公式之类无意义的科学幻想,误导青年.

水磨沟区19640078776: 为什么光速不能被突破? -
诸蒋泰罗: 爱因斯坦的相对论、相对于一个静止物质最高速度不会超过光速!你这么说的意思不符合相对论、你说的对两个粒子以光速反向确实是2倍光速!相对论宏观确实毋庸置疑、这理论还是很完美、但是微观中确实有发现超光速!我没事绝对瞎想没有质疑爱因斯坦、我们可以抛开相对论来想会不会有超光速、不过这么多科学家都没有发现、我绝对是瞎想!纯外行、个人意见欢迎指导勿喷!

水磨沟区19640078776: 为什么以人的极限不能穿越光速?
诸蒋泰罗: 不可能,根据向心力公式,光速300000km/s,人若达到光速,人速度最高7.9km/s,那样人会分解成宇宙颗粒. 但不排除今后科技的发展解决这一问题,但目前来说肯定是不能的

水磨沟区19640078776: 为什么人不能超光速?
诸蒋泰罗: 人体对速度的承受能力是有限的,因为速度越快,对人体所产生的惯性压力就越大, 当速度达到一定程度的时候,人体有可能会被压垮. 何况,现在人类还没有发明出能超越光速的飞行器.

水磨沟区19640078776: 人类是否能超越光速 -
诸蒋泰罗: 从理论上是不可能的,爱因斯坦的相对论认为光速是不可超越的. 但假如从空间旅行的角度看,要实现时空旅行,必需要超越光速. 个人认为光速是可以超越的. 举例,我们知道光及声波传播在不同的介质中速度是不同的. 光在真空中速度最快,空气中次之,水中更次. 而声波在真空中不能传播,在固体中最快,液体次之,空气更次. 所以只要我们能找到一种声波及光同样可以通过的类透明的固体材料,我们就有可能实现音速快于光速了. 当然,这种材料的性质应该是: 一、密度大(方便声波传播,阻滞光的传播速度) 二、类透明(允许光通过)

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