网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

为什么我们的宇宙存在着光速限制?不限制不行吗?

0
分享至

如果想从物理层面进行解释,那我还是要从狭义相对论入手。因为从物理角度看,速度上限是光速这件事,实际上是狭相的结论之一。



稍懂一点相对论的都知道,整个狭相的理论框架建立在两条基本假设之上:1. 光速在任何惯性参考系中保持不变。2. 任何惯性参考系中定律都相同。(可能表述不够严谨,但意思是对的) 爱因斯坦从这两条基本假设出发,通过严格的数学和物理推导得到诸多结论,其中就包括著名的质能公式 E=mc^2,同时还有钟慢尺缩、物体的运动质量大于静止质量等一系列颠覆牛顿力学的结论。这些公式告诉我们,一个运动速度趋近于光速的物体,其质量趋近无穷大,而在现实世界里一个质量无穷大的物体并不可能存在,这也就决定了有质量(静止质量)的物体的运动速度必须小于光速。(或者也可以理解为,如果想把一个物体加速到光速,它的质量会趋近于无穷,需要的能量也于无穷,而你没有无穷的能量把它加速到光速。)

总之你就能看到,真空光速为速度上限,实际上是狭相的结论。所以,如果你想问为什么这个结论是对的,也就是要问为什么狭义相对论是对的。鉴于狭的理论体系全部构建在两条基本假设上,那你也就是要问为什么狭义相对论的两条基本假设是对的



所以两条基本假设是对的?通常我们理解为,这两条基本假设是前人通过大量的实验和分析总结出来的基本规律。这就有点像数学中的公理一样,没有人知道为什么对,也没人能证明,只能通过实验去验证。但我觉得题主并不能信服这个说法,所以我试着用我自己的理解去解释这两条基本假设。

先来看第二条:任何惯性参考系中定律都相同。关于这一点我真的没有太多别的理解,因为它就是一条公理,没办法证明,也说不出所以然,只能默认它是对的(而且这条基本假设也非常符合人类的经典认知)。但是根据我自己的理解,基于这条假设,可以从逻辑上(注意是逻辑上,不是数学和物理上)推导出第一条假设:光速在任何惯性参考系中保持不变。你大概会觉得我在扯淡,实际上不妨想想:真空光速是如何计算得到的?是通过麦克斯韦方程组计算出来的(具体计算过程我不写了,基本上任何一本电磁学的书里都有),真空光速表达式为



所以能够看出,真空光速的大小实际上是由两个物理常数决定的。而根据第二条基本假设:任何惯性参考系中物理定律都相同,那么在任何惯性系中物理常数应该也是不会改变的,就像引力常数G、普朗克常量h、玻尔兹曼常数k等,都不应该随着惯性参考系改变而改变。这样看来,任何惯性系中光速都不变这回事,也就显而易见了。

分析到这里,速度上限为光速这件事似乎顺理成章。我们的思路基本上就是:狭相的两条基本假设是对的 → 相是对的 → 狭相的结论也是对的 → 速度上限为光速是狭相的结论,所以就是对的



怎么样,觉得逻辑性强吗?

其实还可以从另一个角度理解:根据狭相的结论,如果某个运动物体超过了光速,那么必然会在某个参考系下发生因果律的破坏。举个例子:我开了一枪,靶子上被打出一个孔。开枪是“因”,靶上出现孔是“果”。如果子弹没有超过光速,那么不管你在什么惯性系中观察,“因”永远发生在“果”之前。但如果子弹超越了光速,你就会发现在某个惯性系中,靶上先出现了一个孔,然后我才开枪。这就违反了。这也就是为什么说超过光速会回到过去,因为你把“因”和“果”颠倒了。为了避免出现因果律破坏,宇宙只能把光速“设定”为速度上限。

当然如果你不想听这么不触及宇宙本质的解释,那大概就要上升到哲学去了。为什么光速如此?为什么宇宙速度上限就恰好是这个数?那大概只有上帝知道。也许整个宇宙就是上帝的一台超级计算机,光速可能只是的运行功率有限,量子效应可能也只是因为计算机分辨率有限。说不定哪天上帝玩腻了,就把计算机关掉了。

谁知道呢?

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
皇马官方:楚阿梅尼和巴尔韦德已互相道歉,对二人各处50万欧罚款

皇马官方:楚阿梅尼和巴尔韦德已互相道歉,对二人各处50万欧罚款

懂球帝
2026-05-08 23:34:03
真没想到!吴宜泽刚拿世界冠军,丁俊晖的幕后付出终于被公开

真没想到!吴宜泽刚拿世界冠军,丁俊晖的幕后付出终于被公开

十点街球体育
2026-05-08 15:38:58
斯皮尔伯格监制,Apple TV恐怖新剧6月5日上线

斯皮尔伯格监制,Apple TV恐怖新剧6月5日上线

闪存猎手
2026-05-07 22:28:05
光地皮就值2个亿的美国驻华大使馆,为何修成一座封闭式碉堡?

光地皮就值2个亿的美国驻华大使馆,为何修成一座封闭式碉堡?

贱议你读史
2026-05-07 14:58:39
普京时代渐近尾声,中国需警惕俄罗斯政策变动风险

普京时代渐近尾声,中国需警惕俄罗斯政策变动风险

律法刑道
2026-05-08 11:06:45
衡水中学的清北人数彻底崩了!巅峰期275人,跌至2025年的45人…

衡水中学的清北人数彻底崩了!巅峰期275人,跌至2025年的45人…

火山詩话
2026-05-08 17:44:41
刘世芳亲属被切割,不到24小时,民进党放出风声,扬言将报复大陆

刘世芳亲属被切割,不到24小时,民进党放出风声,扬言将报复大陆

影孖看世界
2026-05-08 23:14:04
多项研究显示:性生活频率过低,男女容易早衰且患癌风险增高!

多项研究显示:性生活频率过低,男女容易早衰且患癌风险增高!

灯锦年
2026-05-05 21:55:51
坐高铁01C座被过往乘客腿脚、行李箱磕碰,“8小时被踢了10次”!网友:很憋屈很无语!12306回应

坐高铁01C座被过往乘客腿脚、行李箱磕碰,“8小时被踢了10次”!网友:很憋屈很无语!12306回应

扬子晚报
2026-05-08 20:44:19
比核弹更致命?伊朗海底7条光缆,扼住全球经济命脉

比核弹更致命?伊朗海底7条光缆,扼住全球经济命脉

网易新闻出品
2026-05-07 19:33:27
美方要故技重施,先访华再访日?中方斩钉截铁,特朗普能否来华?

美方要故技重施,先访华再访日?中方斩钉截铁,特朗普能否来华?

超级无敌美少女何
2026-05-08 20:03:08
首秀出局!王欣瑜0-2爆冷遭伊埃拉横扫 无缘罗马站32强

首秀出局!王欣瑜0-2爆冷遭伊埃拉横扫 无缘罗马站32强

醉卧浮生
2026-05-08 18:35:30
疯了!韩国男乒放话:中国队心态已崩,一紧张就发挥失常!韩乒全员“打鸡血”!评论区炸了!中韩大战,一触即发。

疯了!韩国男乒放话:中国队心态已崩,一紧张就发挥失常!韩乒全员“打鸡血”!评论区炸了!中韩大战,一触即发。

最爱乒乓球
2026-05-08 07:42:32
上市仅14个交易日,又一10倍股诞生!

上市仅14个交易日,又一10倍股诞生!

财闻
2026-05-08 14:36:52
央视三胎宣传片惹争议,脱离现实强行把孕妇塑造成超人式幸福?

央视三胎宣传片惹争议,脱离现实强行把孕妇塑造成超人式幸福?

今朝牛马
2026-05-07 20:36:33
尴尬!王石公开脱衣秀身材“翻车”,网友:像是一副被榨干的躯体

尴尬!王石公开脱衣秀身材“翻车”,网友:像是一副被榨干的躯体

火山詩话
2026-05-08 21:39:02
30条中日航线,4月取消全部航班

30条中日航线,4月取消全部航班

都市快报橙柿互动
2026-05-08 13:42:34
伊朗外长太聪明了:不求中国给飞机大炮,只求中国一件事!

伊朗外长太聪明了:不求中国给飞机大炮,只求中国一件事!

安安说
2026-05-07 11:09:34
萨摩亚女足球员被控性侵14岁美国男孩,“多达每周三次”

萨摩亚女足球员被控性侵14岁美国男孩,“多达每周三次”

观察者网
2026-05-08 08:39:09
最高院:提供 “口交” “肛交”等进入式性服务,是否属卖淫行为?

最高院:提供 “口交” “肛交”等进入式性服务,是否属卖淫行为?

周军律师聊案子
2026-04-21 09:50:16
2026-05-09 00:19:03
宇宙时空 incentive-icons
宇宙时空
热衷于宇宙和时空探索
13396文章数 96485关注度
往期回顾 全部

头条要闻

外籍银行高层在香港豪宅性虐及杀害两女子 内幕解密

头条要闻

外籍银行高层在香港豪宅性虐及杀害两女子 内幕解密

体育要闻

他把首胜让给队友,然后用一年时间还清账单

娱乐要闻

古天乐被曝隐婚生子,新娘竟是她

财经要闻

估值3000亿 DeepSeek寻求500亿元融资

科技要闻

SK海力士平均奖金600万 工服成相亲神器

汽车要闻

MG 4X实车亮相 将于5月11日开启盲订

态度原创

时尚
亲子
艺术
教育
家居

衣服其实没有必要买很贵,准备这三件基础款,百搭实用又不挑人

亲子要闻

勇敢是需要鼓励的,男幼师的情绪价值和安全感

艺术要闻

探索施密德的油画,感受无法抵挡的艺术魅力!

教育要闻

当函数有了声音,原来数学是音乐老师教的

家居要闻

流动的尺度 打破家的形式主义

无障碍浏览 进入关怀版