有人認為,在光速飛船裡跑步就大於光速,憑啥說光速不可突破呢?

動質量是能量嗎

愛因斯坦說了光速最快,還說了光速不變。

有人認為,在光速飛船裡跑步就大於光速,憑啥說光速不可突破呢?

光速最快是指光速是我們這個世界上最快的速度,沒有任何物質運動能夠超過它。這個物質運動是指有靜止質量的物質,何謂靜止質量?就是物質不動的質量。任何物質在運動時都有動質量,光子的靜質量為零,所以它的運動達到光速,但光子也有動質量,而且不是一個常數,與能量有關。

有人認為,在光速飛船裡跑步就大於光速,憑啥說光速不可突破呢?

能量越大時,光子的動質量就越大,反之越小。光子的能量與波長和頻率有關,波長越長頻率越低能量越小,動質量就越小,反之越大。

但光子有能量有動質量,速度卻是恆定的。也就是說,光速在任何情況下觀察起來都是一個常數,也就是每秒299792458m(米),一般取約30萬km(千米)。這種任何情況下包括兩束光相對射過來的疊加速度,在光速飛船上射出一束光的疊加速度。

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經典力學對速度疊加採用的是伽利略變換

在普通常識中,這種速度應該是兩束光的疊加速度,是最快的速度了,而所謂在一個光速飛船中跑步是不是超光速,與這兩種速度就完全無可比性了。兩束光的疊加都超不了光速,何況跑步,還是在飛船裡面?

為什麼會這樣呢?原來愛因斯坦所有的理論都是建立在光速極限和光速恆定基礎上的,光速極限就是這個世界上沒有任何物質運動能夠達到這個速度,更別說超越;光速恆定就是光速在真空中的速度任何時候都是恆定的。

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這似乎打破了人們日常認知,的確是這樣。就連牛頓也認為是這樣,1+1=2這就是個常識,因此牛頓的理論就是建立在這個基礎上的,這個基礎就是伽利略變換,表示式為:V‘=V+U,也就是兩個物體相向運動或者疊加運動,得到的結果是兩個速度的簡單和,也就是前面說的1+1=2。

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相對論克服了經典力學的錯誤

這種變換是經典力學裡面兩個相對均速移動參考系之間的變換方法,經典力學的基礎是絕對時空觀,因此只適用於假定宇宙時空是絕對的,精確的描述;但事實上並非如此,後來人們發現,宇宙時空是相對的,運動的,在不同參考系時空是不一樣的。

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因此伽利略變換得到的結果只是相對的,近似的,只適用於低速系,到達接近光速的高速系,其錯誤就越來越大。19世紀末,由於電磁學等一系列重大新發現,許多新的觀測和實驗同經典力學理論發生越來越多的矛盾,偏差越來越大,以至於科學研究出現了前所未有的危機。

愛因斯坦正是基於對這些矛盾的思考,創立了相對論,從而揭示了時空、物質、運動之間本質上的統一性,透過一系列理論解決了這些矛盾,建立了現代物理學的基礎,從而對這個世界描述更精確,瞭解更深刻,全面推進了科學和文明的進步。

從此後,電磁、核能、資訊、航天等一系列現代科技飛速發展。

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相對論速度疊加採用洛倫茲變換

在高速系裡描述運動,尤其是描述光速,相對論根據不同參考系時空的相對性原理,採用的是洛倫茲變換,其表示式為:V=(V1+V2)/(1+V1xV2/C^2)。其中V為物體疊加速度,V1、V2為兩個運動源速度,C為光速。

伽利略變換和洛倫茲變換表示式看起來很簡單,其實是有一個很複雜的推導過程。如洛倫茲變換推導過程為(下圖):

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這個就不解釋了。洛倫茲變換的經典解釋引用如下:

洛倫茲變換(Lorentz transformation)是狹義相對論中兩個作相對勻速運動的慣性參考系(S和S′)之間的座標變換,是觀測者在不同慣性參考系之間對物理量進行測量時所進行的轉換關係,在數學上表現為一套方程組。洛倫茲變換因其創立者——荷蘭物理學家H·洛倫茲而得名。洛倫茲變換最初用來調和19世紀建立起來的經典電動力學同牛頓力學之間的矛盾,後來成為狹義相對論中的基本方程組。

這個洛倫茲變換表示式就是愛因斯坦光速極限,光速無法超越,光速恆定的理論基礎,因此這個公式就是光速恆定公式。各位可用這個公式計算一下,就知道即便是兩倍光速疊加,得到的結果還是光速。有人可能認為這只是數學遊戲,實際上並非如此。

有人認為,在光速飛船裡跑步就大於光速,憑啥說光速不可突破呢?

但愛因斯坦相對論已經發表100多年了,有許多質疑者(指嚴謹科學家質疑者)最終都不得不服了,所有的觀測和驗證都符合這個公式,沒有一例反證能夠證偽相對性原理。當然那些連基本理論都不知道,就想拍腦袋推翻相對論的人,就更荒唐可笑的了,根本不值一提。

這就是光速不變的原理,歡迎討論,感謝閱讀。