深度长文:光速为什么不能被超越?
1、深度深度长文:光速为什么不能被超越。长文藏近4000字,光速建议收藏,不能被超简单回答:没有原因,越近议收就是字建这样的。
2、深度或者说,长文藏人类只知道光速确实不能被超越,光速但直到目前为止也不知道到底为什么不能被超越。不能被超也就是越近议收说,对于光速不能被超越这个事实,字建人类还处于“只知其然不知其所以然”的深度阶段。
3、长文藏科学家只是光速通过实验或者理论上分析出了“光速不可超越”这个结论,但并不知道更深层的原因。你可能会说“光速不可超越”是爱因斯坦的相对论推导出来的结论,速度越快质量就越大,当物体的速度无限接近光速时,质量就会无穷大,显然这是不可能的,所以任何物体的速度都不可能超过光速。在爱因斯坦的相对论体系下,光速的确是不可超越的,但我们需要明白,相对论本身就是建立在两大假设的基础上提出来的,这两大假设分别是:光速不变原理和相对性原理。
4、相对性原理,这里不再详述了,非常符合我们的日常生活认知,简单讲就是:在惯性系下,所有的物理定律都表现为相同的形式。举个简单的例子,在一列匀速直线行驶的火车上,你的感受与静止在地面上的感受是完全相同的,如果闭上眼睛,不观看外面环境,你根本无法区分自己是在火车上还是静止在地面上。这里重点讲一下光速不变原理,爱因斯坦的相对论体系下的所有公式,基本上都是在这个原理的基础上推导出来的,包括光速不可超越这个结论,同样是因为光速不变。光速不变,具体什么意思呢。
5、很简单,并不是说“光速在真空中的速度保持每秒30万公里不变”,而是说在任何参照系下测量到的光速都保持不变。也就是说,面对同样一束光,无论你是面向那束光运动,还是背向那束光运动,在你眼里,那束光的速度都不会有任何改变,都是每秒30万公里。也就是说,无论你以多快的速度追赶那束光,你永远都追不上,因为那束光相对你来讲,永远都会保持每秒30万公里的速度。
近4000字,建议收藏
1、光速不变违背了我们的日常生活认知,毕竟在我们的固有思维里,任何速度都是相对的,运动状态不同,测量到的速度就会有所不同。但光速竟然是绝对的,不管你在任何运动状态下,在任何参照系下,测量到的光速都是一样的。那么,光速为什么不变。
2、其实也是没有原因的,科学家们只是发现了“光速不变”这个事实,然后通过实验反复验证得出来的结果。具体过程当然是相当复杂的,也充满了各种坎坷,毕竟如果光速真的是不变的,意味着统治科学界几百年的牛顿经典力学就轰然倒塌了,因为牛顿经典力学的基础是绝对时空观,而光速不变意味着时空是相对的。
3、但是麦克斯韦方程组推导出来的光速计算公式表明,光速的确是一个常数,意味着光速就是不变的。而且之后的很多实验,比如说迈克尔逊莫雷实验,结果都表明“光速的参照系以太”是不存在的,其实也间接表明了光速不变。既然理论和实践都指向了“光速不变”,科学家们没有理由不做出“光速不变”的结论。爱因斯坦就是假定了光速是不变的,在此基础上利用数学模型推导出了钟慢效应,时间膨胀效应,尺缩效应等相对论公式。
4、当然,不管是时间膨胀效应,还是尺缩效应,不仅仅体现在理论上,也通过了实验验证。比如说,我们平时开车经常用的卫星导航系统,都是经过时间膨胀效应校正之后,才实现的精准定位。下面就尽量以通俗的方式理解“时间膨胀效应”,尽量不涉及任何数学公式。
5、这里假设有和两点,相距30万公里,也就是光速飞行一秒的距离。假设你从运动到的时间为1小时,也就是说,你的速度为光速的3600分之一。再假设我在点,那么,我会在一秒之后看到光,在一小时之后看到你。如果你口袋里随身带着一个时钟,时钟走过的时间也会是一小时。