兩個物體以光速相對逃離,算不算得上是超光速運動呢?可算知道了

2020-12-04 極致畫面

兩個物體以光速相對逃離,算不算得上是超光速運動呢?可算知道了

現如今隨著物理知識的普及,許多人都多多少少掌握了一點物理知識,最為基礎的「世界上最快的速度是光速」大家都知道,然而你們是否想過這樣一個問題,那就是兩個擁有光速的物體反向而行,是否有另一個超越光速的存在呢?

其實要解答這問題不難,前提你是你要真正了解愛因斯坦提出的相對論到底有了哪些我們大家經常容易忽視的,大家往往忽略了相對論是根據時間和空間提出的,所以說時間或空間並不是單獨存在的。然而又有人要說了,為什麼我們平時生活在同一個時間和空間呢?其實這只不過使我們相對速度太慢導致的,明白了這一點,那麼這個問題就好解決了。

如何用淺顯的方法的解決這個問題呢,首先我們要大致了解一下相對論。舉兩個示例,然後我們在逐一去分析,示例一:有兩個物體,物體甲不動,而物體乙以光速c駛離物體甲。示例二:兩個物體,物體甲不動,物體乙駛離物體甲且自帶光源朝乙駛離方向射出。對於示例二,可能就有人說了,這光源的速度不就是超光速?其實不然,我們忽略了一個比較重要的因素,那就是時間,這個時候,我們就要用到相對時間公式t=to* √(1-v^2/c^2)對示例一中乙進行計算,算到的結果為無限大,這是什麼概念,也就是常說的時間靜止。換一句話說,對於甲來說,乙根本沒動,拿到事例二來說,乙都靜止了,何況是乙上的光源。

通過示例一和示例二的分析,這個問題的解決思路和原理應該更加清晰了吧,再舉個例子,假設光子甲和光子乙同一位置,物體丙距離光子甲和光子乙的位置一光年。光子甲以光速向物體丙移動,光子乙以光速反向移動,物體丙不動。對於物體丙的時間來說,一年以後,物體丙和光子甲相遇,光子乙距離它兩光年。對於光子甲的時間來說,一年以後與物體丙相遇而光子乙一直不動。對於光子乙的時間來說,這一年光子甲始終不動,且光子甲與物體丙的距離也始終為一光年,但自己卻離物體丙相隔兩光年之遠。

當然或許舉的例子可能有些極端,因為這些東西都是理想條件下才能實現的,目前的科技水平還達不到這樣的高度,這樣的假設只是為了讓更多人更好的理解。聽完我上述的概述,明白這個問題其實並不難,用一句簡單的話概括一下就是:兩個物體甲和乙以光速反向移動,對於甲的時空來說,乙是不動,對於乙的時空,甲又是靜止的,因此並不存在什麼超光速的說法。

相關焦點

  • 兩艘飛船接近光速相對飛行,它們的相對速度會超過光速麼?
    請聽題以上為題外話,這篇文章跟大家聊這樣一個問題:很多了解相對論的人都知道,或者起碼聽說過在相對論裡任何有質量的物體都無法達到光速,只能無限逼近,更別說超光速了。但是又從另外一些渠道道聽途說了一些諸如「如果超光速就能時間倒流」「如果超光速就能打通任督二脈~」之類很有吸引力的東西。
  • 當兩個物體以二分之一光速相向而行,相對速度為光速嗎?
    說到速度就需要提到參考系,沒有絕對的速度,但是可以通過w=u+v這樣的相對速度公式去計算,這樣的公式即使到現在也依然適用,但是有一個前提條件,那就是低速世界,這樣誤差才可以忽略不計,但進入到高速世界這樣的公式就不適應了。我們需要用洛倫茲變換對速度合成公式進行修正如下。
  • 若兩個相反方向光速飛行的物體,相對速度是否超過光速?
    當然不是,如果那麼容易就實現了超光速,那麼光速不變原理還有和意義?
  • 既然任何物體的運動速度不可能超過光速,那宇宙中的非物體呢?
    相對論的光速限制原理指的是傳遞能量或信息的物質的最高速度不能超過光速,那些不傳遞信息的物質以及非物體並不在此限制。比如說量子糾纏、空間的膨脹、意識等等。量子糾纏是非定域化的,它把整個宇宙看成一個整體,知道其中一個粒子的狀態,另一個粒子的狀態馬上就知道了,不管它多遠,速度遠超光速,但這裡面沒有任何的信息或能量的傳遞。
  • 相對論說有質量物體不能達到光速,宇宙膨脹超光速是否違反相對論
    因此愛因斯坦在根據光速不變推出了兩個洛倫茲變換公式,即時間膨脹和空間收縮公式後,根據光速上限推出了第三個洛倫茲變換公式——質量膨脹公式。 而高速運動下的質量膨脹同時表明了速度存在上限——光速。由于越接近光速,質量膨脹越嚴重,如果達到光速質量會無限大,這顯然是不可能的,因此有質量物體必然無法達到光速。
  • 網友問:若兩個相反方向光速飛行的物體,相對速度是否超過光速?
    當然不是,如果那麼容易就實現了超光速,那麼光速不變原理還有和意義?相對於地面參考系,兩個光速飛行的物體相反飛行,它們之間的速度還是光速,這是洛倫茲變換的直接推論。按照這個思路,在地球上不同方向的光線,必定相對於地球參考系存在不同的速度,麥可遜-莫雷實驗就是要精確測定不同方向的速度差,可實驗結果卻震驚了整個物理學。
  • 狹義相對論擴展後可解釋超光速運動
    澳大利亞應用數學家進行的研究發現,愛因斯坦的狹義相對論可用於描述超光速運動。根據愛因斯坦提出的狹義相對論,任何物體的速度都無法超過光速,但澳大利亞阿德萊德大學的數學家研究出新的方程式,對狹義相對論進行擴展,能夠用於解釋打破光速的物體運動。
  • 有質量物體不可能達到光速,但宇宙膨脹超過光速,是否自相矛盾?
    的確,有質量的物體是不可能達到光速的這個結論來自於愛因斯坦的相對論,其中的光速不變原理和相對性原理結合得出的質量效應公式從數學上也說明了這一點:其中m為物體的質量,m0為物體的靜質量,V為物體的運動速度,C為光速,從式中可以看出:當m0≠0,VC時,分母根式0,則m+∞。
  • 兩艘飛船相反的方向以光速飛行,那相對速度是否超光速了呢?
    相對運動下的光速運動謎團是最能迷惑人的,很多朋友認為超光速很簡單,根據相對運動,兩輛相向而行的汽車上射出的手電光線就已經超光速啦!當然這從相對運動的角度上來理解是滿分,但這對象是光,光速不會因參考系改變而改變!因此這題被判為零分!
  • 我找到了超光速之間物體的通訊方式
    尤其是那些不思考的知識複製機的傳播,不加上自己的理解是一知半解,加上自己的理解後是真的不理解。(這話有點繞)就好比很多人都說光速約為三十萬公裡每秒,但是很少有人說三億米每秒。原因是英文單位表述一個億是說1 hundred million。他們沒有億這個單位。而在數字表達上300000km很自然的就會吧30後面四個0變成萬,然後讀作30萬km。
  • 光速為什麼是30萬公裡每秒?怎麼算出來的?光能飛出宇宙嗎?
    光速為什麼是30萬公裡每秒?怎麼算出來的?光能飛出宇宙嗎?在高中的時候我們都上過政治課,哲學家告訴我們,我們的世界是物質的世界,是不以人的意志為轉移的,在描述物質世界的時候,不管是它的高度還是質量,都是沒有限制。
  • 超光速但不違反相對論的旅行方式
    這往往給你一種暗示:沒有什麼物質的運動速度能比光速更快,但事實並不是這麼簡單。事實證明,有幾種方法可以讓物質的運動速度超過光速。如果你朝月球晃動手電筒,你很容易就能讓落在月球上的光斑的移動速度超過光速。影子和與手晃動的速度之比確實等於它們到燈的距離之比,但影子的最快速度不會超過光速.光斑也是如此。假設有一個仰角為60度的斜坡,一個物體以0.6C的速度水平運動,那麼理論上在斜坡上的投影的速度是1.2C,實際上影子最大速度為C.現象表現為影子不會出現在該物體垂直投射的方位,而是會滯後.。
  • 相對論不允許超光速,那量子糾纏和引力波超光速了嗎?
    在愛因斯坦建立狹義相對論以後,就從狹義相對論裡得到了有質量物體無法通過有限加速達到光速的推論,另外也得出無質量物體必定以光速運動,基於這兩點就能推論出能量和信息傳遞速度也不能超過光速,可以說能量和信息傳遞不能超光速就包含了前面兩個推論,因此通常我們提到狹義相對論不能超光速時,只要理解成能量和信息傳遞不能超光速就可以了
  • 為什麼以光速相向飛行的兩物體的相對速度不是2C?相對論還適用?
    不過題目中的一些概念需要先釐清一下,比如說光速運動的物體實際上是不存在的,下面我們簡單分析一下。一,光速運動的物體是不存在的相對論告訴我們,任何靜質量不為0的物體的運動速度是達不到光速的。因為達到光速,物體的質量就會變為無窮大,如果宇宙是有限的,那全宇宙的能量也推動不了這個物體。
  • 「逃離黑洞」的方法出來了,通過「反向持續受力」可脫離黑洞?
    前面一期文章我講到廣義相對論場方程,這個方程特別難理解,因為用上了很多模式概念「曲率」、「張量」、「矩陣」、「二階」等等,但是我們可以從定性的角度去理解。之前文章談到了該方程的史瓦西解從而得出黑洞的存在,那麼黑洞到底有啥特性,為啥任何物體無法逃離黑洞?
  • 運動的物體質量增加,從而使得物體無法達到光速?
    大家可以看出當物體運動速度v越大,整個根號下面的值就會越小,而分母越小,算出來的m值就會越大。當v=0,可以算出m=m0:即速度為0,質量不變。當v=c,可以算出m=正無窮大,也就是速度為光速,質量會變得無窮大。2、光速:299792458 m/秒。
  • 運動的物體質量增加,從而使得物體無法達到光速?
    大家可以看出當物體運動速度v越大,整個根號下面的值就會越小,而分母越小,算出來的m值就會越大。當v=0,可以算出m=m0:即速度為0,質量不變。當v=c,可以算出m=正無窮大,也就是速度為光速,質量會變得無窮大。
  • 光速不是最快的嗎?那為什麼星系可以超光速遠離我們?
    直到人們發現量子糾纏和宇宙空間膨脹的速度是「超光速」的以後,人們開始這樣描述光速限制原理:任何靜質量不為0的物體的運動速度,或者說傳遞信息和能量的速度不能超過光速。言下之意就是,不傳遞信息和能量的速度,或者靜質量為0的物體的速度可以超過光速,比如人們對宇宙空間的膨脹超光速解釋為它只是產生「虛空」,並沒有信息傳遞。
  • 愛因斯坦提出光速是物質運動最高速,那還有比光速更快的速度嗎?
    愛因斯坦相對論中的確把光速的大小確定為物體運動不可超越的速度。下面來詳細談談。一,光速不變原理光速不可超越指的是靜止質量不為0的物體運動速度,或者說是傳遞有效信息或能量的速度不能超越光速。這個結論不光來自於大量的實踐觀測,也來自於一個叫做「光速不變」的原理,這是狹義相對論的基本原理之一。
  • 兩個光速物體相向而行,相對速度是否超越了光速?
    首先,假使真的可以造出光速運行的器械,那麼你能看到什麼呢?如果兩個物體是是在同一條運行線路上,那麼你是看不見另一個物體的,因為物體運動速度和光傳播速度相一致,當你要看見的一瞬間,也代表著兩個物體相撞毀滅。當然以上所述並非考慮相對論,但僅僅考慮相對論就很簡單了。