网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

为何光速不能被超越?这或许是最浅显易懂的回答!

0
分享至


爱因斯坦的相对论早已家喻户晓。或许你不太能理解相对论,但你肯定听说过。

而相对论中有一个非常重要的思想:光速极限。也就是说,光速不可超越,是宇宙速度极限(信息传播速度极限)。

那么,为什么说光速是宇宙速度的极限?为什么光速不能被超越呢?

肯定有非常专业的书籍给予解释,但通常会涉及到晦涩难懂的公式。这里就尽量通俗地来解答一下。

通俗,意味着不可避免地会出现不太严谨的地方,请大家谅解。

简单来说,光速不可超越是实验发现的。

相对速度大家都能理解,上过小学都能明白。

最简单的,我俩同时以5米每秒的速度反向奔跑,相对速度就是10米每秒,地球人都知道。

而光速不可超越恰恰是通过相对速度发现的。

具体来讲是这样的。

我们都知道,地球在不停地自转。在日出时,实际上我们在朝着太阳的方向运动。相反,日落时地球在不断地远离太阳。

太阳一直在发光,如果我们把太阳光看做一颗颗子弹,很容易得出以下结论。

日出时,由于地球朝着太阳运动,太阳光“子弹”的速度会变快。反之,日落时地球远离太阳运动,太阳光的速度会变慢。

这样的结果非常符合我们的日常生活认知。

一百多年前的20世纪初,有科学家确实做了这个实验,但结果让人完全意想不到。

两次测量到的太阳光速度完全一样,而且这个速度就是光速!

这说明什么?把这样的测量结果放在现实生活中,还拿一开始我俩奔跑的例子来说,就等于说是这样的:

你我两人逆向奔跑,速度都是5米每秒。然后再以同样的速度同向奔跑,结果我们两人的两对速度都是一样的。

你会是什么感受?会不会说“数学是体育老师教的?”

但事实摆在那里,对于太阳光来说,确实如此,我们不得不承认,尽管测量结果的确让人匪夷所思。

当时的科学家对于这个结果也是坚决不承认(换作谁也都不会承认,毕竟根深蒂固的绝对时空观影响如此深远),他们认为一定是实验过程出了什么纰漏,但反复测量结果仍旧如此。

科学家们甚至最后提出一种“绝对参照系”来迎合离奇的实验结果,这个绝对参照系就是“以太”。

但后来发现以太的出现,不但没能解决实际问题,反而带来更多的麻烦。

这时候,一位名不见经传的瑞士专利局职员发表了一篇论文。

论文指出,既然你们已经发现了无论如何测量光速都是不变的,何不直接假设光速就是不变的,在任何参照系下,光速都是不变的。

这位职员就是爱因斯坦,他用“奥卡姆剃刀”一下把以太“咔擦”掉了,由此相对论开始横空出世。

光速不变,意味着很多,绝不仅仅是“光速在任何参照系中不变”那么简单。下面就举一个简单通俗的例子。

我打开手电筒,在我眼里手电筒的光线飞行速度是C。

在我打开手电筒的同时,假设你和光线(手电筒的光线)同时飞行,你的速度是1/2光速。

根据光速不变原理,你眼里的光线速度也是光速C。

如果我看到光线飞行了2公里,很容易算出你飞行了1千米。那么在我眼里,你看到的光子飞行了多远呢?

由于在我眼里,你和光线是同向飞行,相对速度是1/2,当然在我眼里你会看到光子飞行了1千米。(注意我多次强调的“在我眼里”)

根据光速不变原理,2公里除以我的时间=1公里除以你的时间,而且两者都等于光速。

很明显,上面的等式想要成立,我的时间必须要比你的时间更快。也就是说,你的时间相对我来说变慢了!

这就是钟慢效应的通俗解读。不需要复杂的公式推导,也不需要高等数学。(正如我刚开始所说,通俗的东西通常不太严谨。刚才我的推导过程却是不太严谨,至于为什么先留个悬念)

肯定会有人提出这样的疑问,刚才我举的例子中,为何要多次强调“在我眼里”,主要是明确一个参照系,不然的话,来回切换参照系,会变得非常复杂,而且容易出错,很多人不理解相对论,很大一部分原因就是不由自主地来回切换参照系,而他自己浑然不知。

还拿刚才我举的例子来说,“在我眼里”你会看到光子飞行了1千米,但是根据光速不变原理,“在你眼里”光线飞行了2千米,,两者并不矛盾,因为你和我是两个完全不同的参照系。

这里需要再强调一下,为什么叫“相对论”?就是因为没有所谓的“绝对参照系”,每个参照系都是等价的,也是平等的。而且在每个惯性参照系中,一切物理定律都成立,每个参照系测量到的光速都是一样的。

说白了,在任何参照系下(广义相对论的推广,把惯性参照系推广到一切参照系),任何物理定律和实验都能得到相同的结果。

正如刚才的例子,我是以“我”为参照系来分析的,当然你完全可以用“你”为参照系来分析,没有问题,但结果还是一样的,具体分析过程不再详述,有兴趣的朋友可以试试看。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
荷兰退出干预,将公司控制权归还中国母公司,但还留了个尾巴

荷兰退出干预,将公司控制权归还中国母公司,但还留了个尾巴

潮鹿逐梦
2025-11-19 20:50:02
秋假还得看浙江!男老师带50多名学生夜宿绿皮火车视频火了

秋假还得看浙江!男老师带50多名学生夜宿绿皮火车视频火了

大象新闻
2025-11-19 20:14:02
朱婷被欺负后愤怒离开!孙颖莎丢双冠后表现很坦然,没意识到危机

朱婷被欺负后愤怒离开!孙颖莎丢双冠后表现很坦然,没意识到危机

三十年莱斯特城球迷
2025-11-20 00:00:36
最低调普京女婿被亿万富豪当街暴打:拒绝10亿赔偿,只提一个要求

最低调普京女婿被亿万富豪当街暴打:拒绝10亿赔偿,只提一个要求

贰文
2024-10-31 00:30:11
曝卡塞米罗拒绝降薪续约曼联原因!经纪人预测其离队,有别于马奎

曝卡塞米罗拒绝降薪续约曼联原因!经纪人预测其离队,有别于马奎

罗米的曼联博客
2025-11-19 11:53:40
重锤!武汉知名三甲医院扩建!

重锤!武汉知名三甲医院扩建!

越乔
2025-11-19 23:11:15
广东全运获惊喜!陈家政四强轰32分!顶投三分+反击能力太狠了!

广东全运获惊喜!陈家政四强轰32分!顶投三分+反击能力太狠了!

篮球资讯达人
2025-11-19 22:16:56
日媒忧虑:高市政权无人当得起“中日桥梁”

日媒忧虑:高市政权无人当得起“中日桥梁”

参考消息
2025-11-19 14:42:06
马特乌斯:我和马拉多纳就像梅西和C罗,但我们场外相处更多

马特乌斯:我和马拉多纳就像梅西和C罗,但我们场外相处更多

懂球帝
2025-11-20 06:29:03
Tabe离队真相曝光,AL粉丝无法接受!TheShy转会迎来最终大结局

Tabe离队真相曝光,AL粉丝无法接受!TheShy转会迎来最终大结局

姚某人说联盟
2025-11-20 00:02:34
上海波涛装饰(集团)有限公司8.14触电事故报告公布,致1人死亡

上海波涛装饰(集团)有限公司8.14触电事故报告公布,致1人死亡

中国基建报
2025-11-18 18:30:51
舆论可能是假,但销量从不说谎,最近的手机榜有意思

舆论可能是假,但销量从不说谎,最近的手机榜有意思

互联网.乱侃秀
2025-11-17 10:09:24
南部战区、东部战区、中部战区、西部战区相继发声!

南部战区、东部战区、中部战区、西部战区相继发声!

每日经济新闻
2025-11-19 13:55:09
世界太魔幻,高中学历骗子成我国大学首席科学家,学术圈怎么了?

世界太魔幻,高中学历骗子成我国大学首席科学家,学术圈怎么了?

李将平老师
2025-11-18 20:28:43
墙壁上还有女儿的血迹!受害者妈妈痛哭:怎能不恨

墙壁上还有女儿的血迹!受害者妈妈痛哭:怎能不恨

看看新闻Knews
2025-11-19 01:47:03
广州长隆马戏团笼中表演突发意外,演员坠落砸向另一位表演者

广州长隆马戏团笼中表演突发意外,演员坠落砸向另一位表演者

极目新闻
2025-11-19 22:40:07
吴艳妮复盘全运会:为自己表现打0分,我现在很想哭但要坚强

吴艳妮复盘全运会:为自己表现打0分,我现在很想哭但要坚强

全景体育V
2025-11-19 22:13:01
日军侵华展览被阻挠后续!官方通报,贾女士道歉,社区书记被停职

日军侵华展览被阻挠后续!官方通报,贾女士道歉,社区书记被停职

好贤观史记
2025-11-19 15:34:28
李晨洋获全运男子撑杆跳金牌

李晨洋获全运男子撑杆跳金牌

体坛周报
2025-11-19 22:07:12
72岁老人中毒身亡!医生提醒:吃完降压药千万别碰它,中老年要看

72岁老人中毒身亡!医生提醒:吃完降压药千万别碰它,中老年要看

39健康网
2025-10-28 19:30:54
2025-11-20 07:11:00
宇宙时空 incentive-icons
宇宙时空
热衷于宇宙和时空探索
11799文章数 95743关注度
往期回顾 全部

头条要闻

日方要求解释为何未告知磋商后会有媒体拍摄 中方回应

头条要闻

日方要求解释为何未告知磋商后会有媒体拍摄 中方回应

体育要闻

世界杯最小参赛国诞生!15万人岛国的奇迹

娱乐要闻

史林子出轨对方前妻放锤!

财经要闻

重磅!中金公司拟收购东兴与信达证券

科技要闻

一夜封神,Gemini 3让谷歌找回“碾压感”

汽车要闻

此刻价格不重要 第5代帝豪本身就是价值

态度原创

教育
房产
本地
游戏
公开课

教育要闻

高考选科时候这样做更靠谱!

房产要闻

29.4亿!海南“地王”片区,要卖超级宅地!

本地新闻

第十二届影展携手重庆来福士丨两江交汇,光影共生

我的小众XP,在“玩法正确”面前一无是处?

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版