光速無法被超越的根本原因是光速不變原理,而至於為什麼光速會有不變性,目前還不清楚。
麥克斯韋先是從電磁場方程組中推導出光速不隨參照系的變化而變化,此後麥可遜和莫雷所做的光幹涉實驗證實了這一現象,再後來愛因斯坦把這種現象總結為光速不變原理,並由此創立狹義相對論,最後推導出任何東西都無法超光速。
但遺憾的是,我們現在還不知道光速不變原理背後隱藏著什麼深刻的原因。
這裡簡單說一下光速不變原理的含義,舉個例子,一輛列車以某一速度相對於地面運動,同時列車向著前方發射出一道光,那麼,不管是列車上還是地面上的靜止或者運動的觀察者,他們測出這道光相對於他們的運動速度都是相等的光速,不會出現大於或者小於光速的情況。
基於狹義相對論,愛因斯坦推導出了質速關係。根據這一關係,對於擁有靜止質量的物體來說,在它們的速度趨近於光速的情況下,運動質量將會變得無窮大,這使繼續加速變得不可能。
而對於沒有靜止質量的物體來說,它們的運動速度只能是光速。因此,光速無法被超越。雖然光速不可超越不能被完全證明,但有足夠的證據可以支持這樣的推論,例如,強大的大型強子對撞機都無法使質量極小的電子(9×10^-28克)加速到光速。