為何人類無法達到「光速」?用「相對論」中的公式告訴你答案

2020-12-03 宇宙科學知識百科

為何人類無法達到「光速」?用「相對論」中的公式告訴你答案

目前「光速」是我們人類科技的一個「瓶頸」,無論科學家們怎樣努力,都始終無法把任何物體的速度加到光速,只能讓它們的速度達到光速的99.99999……%,始終無法跨越最後那0.000……01%的鴻溝。仿佛光速是我們「三維空間」當中的一個法則,是我們三維科技的「天花板」,始終可望而不可及。

那麼一定會有所謂的「民科」提出質疑:這有什麼難的?先讓一個物體達到光速c的一半,也就是0.5c;然後再讓這個物體上(內部)的另一個物體的速度也達到光速的一半,這樣一來不就實現了「0.5c+0.5c=c」,也就實現了讓物體達到光速?相信小編,如果能發表出這種言論的「公知」,不是裝傻,那就是真傻。

對於高速運動的物體來說,這種經典物理學中「1+1=2」的法則,根本已經不再適用。在愛因斯坦的相對論裡,有專門針對高速運動的物體的速度公式。回到上面的那個假設,有物體A和它內部的物體B,A相對於靜止的速度是V1,B相對於A的速度是V2,那麼B相對於靜止的速度V應該是多少?答案要參照下面的相對論速度公式——

OK根據這個公式,我們還是假設A和B各自的速度,也就是V1和V2都是0.5c,代入上式後能夠得到B相對於靜止的速度V=0.8c,距離達到光速c還差那麼0.2c——這個答案確實和許多人想像中的「0.5+0.5=1」有很大的區別,但是這確實也是最符合實際的運算。而且無論V1和V2提高到了什麼程度,只要它們沒有超過光速,那麼最後計算出的V同樣也不會超過光速。

我們再用V1=V2=0.9c來算一算。把0.9c代入上面的方程之後,能夠得到最後的V≈0.9945c,仍然沒有達到光速。如果V1=V2=0.99c呢?這次得到的V≈0.99995c,仍然和光速c差了0.00005倍——不要小看這0.00005倍,在物理學上造成的差距可是千差萬別的,正所謂「失之毫釐,謬以千裡」。所以人類如果有朝一日能夠超越「光速」,那麼隨著迎來的,一定又是一個科技大爆炸的時代。

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