為什么不能超過光速 為什么不能超光速

自愛因斯坦的相對論百年前問世后 , 光速一詞就在大眾心中占據了一種莫名的神圣地位 。
一方面 , 他們很難接受時間會隨速度提高而變慢的客觀事實 , 另一方面 , 卻又熱衷于傳播超越光速可導致時光倒流這一荒謬言論 , 為何荒謬 , 因為光速不可超越 , 那又是誰禁止了超光速?是相對論嗎?不 , 其實是一個更本質的真相 , 那就是因果律 。

為什么不能超過光速  為什么不能超光速

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我相信這一觀點 , 可能有很多朋友都沒有聽說過 , 因為在現在的這個科普大環境下 , 大家最容易接收到的解釋有這兩種:
之一種:狹義相對論有個結論 , 物體的質量會隨著速度增加而增大 , 因而在速度接近光速時 , 物體質量會趨向于無窮大 , 因此想要進一步加速 , 就要耗費無窮多的能量 , 顯然這是不可能發生的事情 , 因此光速不可超越
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第二種解釋:狹義相對論有個底層的數學框架 , 洛倫茲變換 , 里面有個因子非常重要 , 如圖 , v是速度 , c是光速 , 由于根號里面不能是負數 , 并且分母也不能為零 , 因此速度v就要小于光速c
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不過這里要強調一下了 , 就是剛才這個數學式 , 根號內不能是負數 , 前提是在實數系討論這個問題 , 所以一旦我們將其擴充到虛數 , 那也就沒什么數學限制了 , 至于分母不為零 , 這個更好解決 , 把分母移到等式另一邊就行了 , 所以實際上在數學層面 , 并沒有限制速度不能超光速 。
也就是說物體也能擁有虛質量 , 可能有些人會認為我在瞎扯 , 但實際上這類的物理理論是存在過的 , 比如說一類從未探測到的粒子 , 叫做快子
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并且這個東西是完全符合狹義相對論的 , 雖然它的速度是大于光速的 , 是不是又更加感到懵逼了 , 其實我們可以認真思考一下 , 狹義相對論只有兩條基礎原理 , 一個是狹義相對性原理 , 一個是光速不變 , 并沒有直接說誰誰誰的速度不能比光速大 。
因此我們這里說的快子 , 實際上就是一種生來速度就比光速快的物質 , 就如同光子生來就是光速一般 , 只不過快子的速度有個下限 , 就是不能低于光速 。
然而不論是我們正常世界里的超光速 , 還是快子那樣鏡像式的超光速 , 都不可能實現 , 因為它們都違背了一個更加被人們所認同的規則 , 因果律 , 因為速度大于光速的物體 , 會直接破壞因果聯系 , 就好比開槍射擊靶子 , 開槍在前 , 中靶在后 , 無論如何都不可能先中靶 , 再開槍對吧?
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那么因果律到底是如何與超光速聯系上的呢?
我們還是以開槍這件事作為例子 , 因為我們的探討是建立在狹義相對論框架下的
因此至少需要準備兩個慣性參考系 , 比方說參考系K , 討論平面空間上的情況 , K的坐標系為直角坐標系 , 另一個參考系為k撇 , 以速度v勻速沿著x軸運動 , 此時在空間某地有人開槍射靶 。
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首先k系 , 開槍的時間設為t1 , 中靶時間為t2 , 子彈射出時的空間位置為x1 , 中靶位置為x2 , 因此就有一個時間和空間的間隔 , Δt=t2-t1 , Δx=x2-x1 , 其實當間隔極短時 , 我們可以用微積分的寫法 , 把Δ改成d , 不過寫法的變換是無所謂的啊 , 同樣的分析方式用在k撇系上 , 也有類似結論
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