光速是宇宙速度极限，那么到底是什么限制了光速呢？

我们都知道，速度并不能无限高，宇宙存在速度极限，那就是光速。任何物体的速度都无法超越光速。问题来了：宇宙为什么有光速限制呢？不限制光速的大小不行吗？

虽然科学家们知道光速是理论上的宇宙极限速度，但仍旧希望在现实中看看能不能突破光速限制，于是他们做了很多试图“超光速”的实验。在大型粒子对撞机中，赋予微观粒子比如说质子足够高的能量，让其不断加速，最高速度可以达到每秒299,792,455，这个速度与光速每秒299792458米对比，可以说非常接近光速，只相差了每秒3米。

电子的质量比质子更小，可以获得更高的速度，能达到每秒299,792,457.9964米，这个速度无限接近光速了，与光速相比只少了每秒3.6毫米而已。

你可能会天真的认为：就差这么一点点了，再努力一把不就超过光速了吗？

事实证明，不是“努力一把”的问题，无论如何努力都不可能超过光速，那看似非常小的每秒3.6毫米的差距，其实是人类永远无法突破的鸿沟。当物体的速度无限接近光速时，想要再加速，就需要超级大的能量才行。

还是回到问题中来，光速为何不可超越呢？可以从两方面来解读。

第一，宇宙中存在“能量阈值”，也就是“GZK极限值”，GZK是三名科学家名字的首字母。通俗来讲，任何微观粒子携带的能量最多只有5乘以10的19次方电子伏特，这就是“能量阈值”，如果超过这个极限，大自然就会干预。

如何干预呢？

我们都知道，宇宙一直在膨胀，所以宇宙中充满了大爆炸后残留的光子，光子会与其他基本粒子发生作用，这个过程会产生π介子，这种粒子会消耗能量，从而让基本粒子携带的能量总是在能量阈值以下。

粒子携带的能量是有限的，所以速度不可能无限高，不能超过光速。

还有一种解释更容易理解，那就是爱因斯坦的狭义相对论诠释。

狭义相对论可以推导出很多公式，比如说著名的质增公式，物体的速度越快，质量就会越大。当物体的速度无限接近光速时，质量就会变得无限大，如果想要物体继续加速，就需要无限多的能量，宇宙的全部能量都不够用，所以超过光速当然是不可能了。

第三种解释，需要用到四维时空的本质来诠释。光速，更严谨地来讲，并不是字面意思，并不是“光的速度”，因为不仅仅光子的速度是光速，任何不具有静质量的物体以及信息的传播速度都是光速，比如说传播强相互作用的胶子，还有电磁波，引力波的传播速度都是光速。

实际上，光速是四维时空的固有属性，更深刻的意义在于：宇宙万物无时无刻不以“光速”在运动！

你可能会非常诧异：怎么可能？你刚才还说物体的速度不能达到光速，怎么现在说万物的速度都是光速呢？

这里需要强调一点，平时我们所说的速度，其实指的是空间上的速度，不包括时间上的速度。但是爱因斯坦的相对论告诉我们，时间和空间是有机的整体，两者不可分割，任何把时间和空间分开讨论的行为都没有意义。

所以，如果单独讨论空间上的速度，就失去了意义。我们需要讨论时空上的速度。

刚才所说的“万物都在以光速飞行”，其实就是“万物在四维时空的速度，而不是万物在空间的速度”！

我们都知道狭义相对论中的时间膨胀效应，速度越快，时间就越慢。理论上分析，速度达到光速，时间就停止了。

这其实就表明了时间速度和空间速度的关系：要想时间维度的速度变慢，空间维度的速度必须很快才行。同理，如果你空间维度的速度很慢，那么时间维度的速度自然就会很快。

速度达到光速是一个极端例子，还有一个极端例子就是速度为零，意味着你是静止的，在空间维度的速度为零，那么你在时间维度就必须“付出代价”，在时间维度的速度就是光速，也就是说你在时间维度以光速飞行！

所以，在四维时空中，你时刻都在以光速飞行。即便一动不动，你仍旧在光速飞行，因为你所谓的静止，只是空间维度的静止，而在时间维度以光速飞行，无情地飞向未来。

这也是四维时空与三维空间的区别！说白了，时间和空间的关系，就像我们平时计算速度叠加那样，时间和空间速度的叠加一定是光速！

这或许才是光速限制的本质，四维时空限制了光速，只要你在四维时空，就必须遵循光速限制！