在接近光速的车上奔跑 能超越光速吗?(图)



在接近光速的车上奔跑,能超越光速吗?(图片来源:Adobe Stock)

光速一直是科学家们的梦想,这么多年来,我们一直没有放弃对它的探索。在这个浩渺的宇宙之中,可是有着192亿光年的范围,我们只有达到光速才能够真正的进行宇宙间的航行。但是,爱因斯坦的相对论告诉我们,光速是我们三维宇宙的极限速度,任何事物都不能达到光速。后世的科学家都试图做出一些挑战,已故物理学家霍金在我的宇宙观里面提出过一个实验,假如一个小女孩在一辆接近光速的列车上奔跑,那么她是否能够超越光速?

霍金的这个实验表面上看起来很普通,但实际上却包含了许多复杂的科学知识。爱因斯坦的相对论里面解释到,物体在逐渐加速接近光速的过程中它会产生极其巨大的能量,但是又由于质能转换定律,如此强大的能量将会转化为巨大的质量。所以物体在接近光速的过程中它的体积将会变得非常巨大,正是因为它极其巨大的质量,所以它无法超越或者达到光速。

但是假设环绕地球建议一圈铁轨,这个轨道上的摩擦力是趋近于零的。又假设有一辆可以无限加速度的列车,这辆列车在摩擦力趋近于零的状态下,环绕地球一直做着加速运动。那么列车将会速度越来越快,直到接近光速。列车的体积可能会越来越大,由于它的超速度运行,在接近光速的过程中,它甚至有可能会带出地球的引力。但是就在它速度达到极限的那一刻,列车里面有一个小女孩朝着列车前进的方向奔跑,那么请问她的速度加上列车的速度,是否已经超越了光速?

理论上来说,无限的加速度会使得列车非常趋近于光速,两者只相隔一线。小女孩在列车接近光速的基础上再添加了一个速度,她很有可能打破光速的限制。但是实际结果却是她无法超越光速,首先,列车的速度与小女孩的速度将是分开进行的,虽然她们两个速度方向一致,但是并不会叠加。

另外,即使她将要接近光速,但是很可能会出现波粒二象限现象,列车和小女孩都可能会瓦解成粒子状态,没有了一个具体的状态又怎么能够产生速度呢?最后一点,宇宙其实是有的自我保护机制的一个有机整体,为了保证系统的有序运行,它会阻止这种打破规则的事情出现。就好像时间穿越领域的外祖父悖论,空间领域的虫洞辐射坍缩理论。

宇宙远比我们想像的要复杂,人类现有的科技和理论知识对于宇宙来说实在是太渺小了,关于光速时间和空间,这都是未来人类将要面对的最直观的难题。不过相信随着时间的发展,人类技术爆炸的步伐不会停止,或许有一天我们真的能够破解出时间空间和光速的奥秘。


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