為什麼每次提出超光速時，大家總是用相對論反駁？

超光速一直都是大家討論的熱門問題，而這個話題中包含的內容也非常豐富，當然以本文的篇幅無法一一涉及，我們就來討論幾個關鍵話題！

一、光速會改變嗎？

其實這並不是一個問題，因為在1887年麥可遜和莫雷在美國克利夫蘭用麥可遜幹涉儀測量了兩束垂直的光的速度差，本意是驗證絕對參考系以太存在，結果卻意外的驗證了在不同的慣性系中以及在不同方向上速度都是相同的！否定了絕對參考系，從而為近代物理打開了一扇新的大門！當然愛因斯坦的狹義相對論的重要背景就是麥可遜-莫雷的光速不變實驗！

當然這並不能證明光速是否可以超越，莫雷實驗只是驗證了光速是恆定的而已！

二、光速可以被超越嗎？

愛因斯坦在1905年發表的《論動體的電動力學》論文中提出了狹義相對論，提出了一下兩個重要基本原理：

真空光速不變原理：無論觀測者或者光源如何運動，真空中光速是不會改變的。

狹義相對性原理：在所有慣性系中，物理定律有相同的表達形式。

狹義相對論中認為沒有什麼物質的速度可以超過光速，當然現在看來並不準確，因為沒有考慮到空間的因素，即空間膨脹並沒有受到光速的限制！而這個問題在廣義相對論中已經被修正！

三、狹義相對論是如何驗證的？

狹義相對論中主要描述哪幾個與光速有關的理論？

1、質能方程

2、質增效應

3、鍾慢效應

4、尺縮效應

關於質能方程的推導則是後面幾個理論的靈魂，有興趣的可以了解一下：

如果您有興趣不妨依照上圖推導一番，以便鞏固下質能方程！
關於後面幾個則更有趣的，因為在愛因斯坦提出當時並沒有實際可以驗證的方式，但事實上後期的逐漸驗證只是證明愛因斯坦確實一個當之無愧的大神！那麼是哪些方式驗證了大神的三個理論呢？

1、質增效應

從理論上來看這個是最難獲得驗證的，因為即使以現代飛船的速度產生的質增效應仍然是無法測量的，但事實上這個在加速器獲得應用後就已經迎刃而解了，因為微觀粒子撞擊釋放的能量差異即可展現兩者的靜止質量與動質量的區別！從現在看來這點來看似乎並沒有什麼疑問！

2、鍾慢效應（時間膨脹）

能為之證明的依然是高能物理，我們用加速器製造μ介子壽命極短，很快就會衰變！但μ介子可以被宇宙射線撞擊空氣原子產生，按μ介子的壽命來說它不可能到達地表，但這並不是事實！因為在地表可以檢測到大量的μ介子，難道是不同種類的μ介子，其實完全是同一種，只是因為宇宙射線能量極高，撞擊產生的μ介子速度達到了99%，而此時時間膨脹效果讓μ介子得以到達地表！當然它在我們看來壽命並沒有改變，只是在它的世界內，事件流逝的相對慢了一些！

而上圖的實驗則是實打實的哦，當然也只有銫原子鐘能夠驗證，因為它的每一秒的都是由銫-133原子超精細躍遷頻率所決定，而這個頻率為：銫-133原子基態的超精細能級之間的躍迀所對應的輻射9192631770個周期所持續的時間為一秒的時間，因為它足夠精細，所以才能分辨如此細微的差異！

1秒(s)=1000000000納秒(ns)

差異幾十個納秒或者幾百個納秒，對於日常來說，直接忽略！但對於GPS導航卻是另一回事，因為高速運動的中的衛星速度也是很可觀的，儘管差異很小，但對於定位來說誤差將會急劇增加，直至累積誤差而連基本的定位需求都無法保證，因此必須修正！

3、尺縮效應

也可以這樣簡單的理解，尺縮效應只是一個時間膨脹效應的另一個展現效果，實際上高速飛行的物體在觀測者來看跨越的時間和距離都沒有縮短，但事實上卻因為時間的膨脹而感覺縮短了！

四、如何超光速？

其實超光速應該是比較早被驗證的，因為根據哈勃將近十年的的觀測，在1929年發表了公式將宇宙膨脹變成了可操作的計算，儘管哈勃當初的觀測有很大的誤差，哈勃常數接近550千米/S/MPC，但宇宙在膨脹這一點是毋庸置疑的，那麼它總會在某個位置的膨脹超過光速！而根據現代67.8KM/S/MPC的膨脹速度，那麼宇宙將在：

百萬秒差距×光速/67.8=1442187.435萬光年

即144.22億光年外超過光速

因為存在質增效應，因此只有無靜止質量的光子達到光速，也許很多朋友會玩文字遊戲，比如只規定了無法達到光速，卻沒有說不能超過光速？好吧，誰說這句話的，以後吃飯只允許吃最後一口！

不要試圖在質量交換（作用與反作用的火箭）的方式達到或者超過光速，科幻小說中早就透徹理解了廣義相對論而創造出了曲速引擎的概念，這種以壓縮與膨脹空間達到超光速的目的並不違反光速不可超越，因此各位千萬不要認為科幻小說都是扯談哦，硬科幻也是講究科學原理的！