在現(xiàn)代人的眼里,光速已經(jīng)是速度的極限了,這一信念已經(jīng)深深在扎根在人們的心中。可是在100多年前,人們還在相信牛頓經(jīng)典力學(xué)的那套理論。經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為,宇宙中到處充斥著以太,而以太就是一種絕對靜止的參考系,宇宙萬物的運(yùn)動(dòng)都可以相對于以太來進(jìn)行,所以就有絕對的速度。這個(gè)絕對的速度就是相對于以太來進(jìn)行的。
19世紀(jì),西方許多物理學(xué)家做了大量的實(shí)驗(yàn),力圖證明地球相對于以太的運(yùn)動(dòng)速度。然而無數(shù)多的實(shí)驗(yàn)全部失敗,人類到那時(shí)為止,還不知道是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)方法不對,還是以太壓根就不存在呢?
直到1887年,邁克爾遜莫雷實(shí)驗(yàn)才正式否定了以太的存在,并證明光速是不變的。但是這個(gè)時(shí)候還沒有人發(fā)現(xiàn)狹義相對論。其實(shí)洛倫茲距離狹義相對論的發(fā)現(xiàn)只差一點(diǎn)點(diǎn)了,可是他還是難以突破經(jīng)典物理的禁錮。
直到愛因斯坦的出現(xiàn),才真正揭開了狹義相對論的真實(shí)面紗。狹義相對論有兩個(gè)基本假設(shè),第一個(gè)就是光速不變原理,這就意味著在任何參考系中,光的傳播速度都是不變的,大約每秒30萬公里。第二個(gè)假設(shè)就是,在任何參考系下,物理規(guī)律是不變的!
此后,愛因斯坦的質(zhì)能方程,表示出一個(gè)物體所蘊(yùn)含的能量是其質(zhì)量乘以光速的平方。這就意味著質(zhì)量很小的物體也蘊(yùn)藏著巨大的能量。但是該物體卻不能超過光速運(yùn)動(dòng)。愛因斯坦的相對論也告訴我們,一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度越大,其質(zhì)量就越大,導(dǎo)致維持其高速運(yùn)行時(shí)所需的能量就越大,而這個(gè)臨界點(diǎn)就是光速,因?yàn)楫?dāng)物體接近光速時(shí),其維持接近光速運(yùn)動(dòng)的能量就趨近于無窮大。所以任何物體都不能超光速運(yùn)動(dòng),這也是相對論的基礎(chǔ)假設(shè)。如果物體可以超光速,那么相對論的根基將被完全摧毀。
相對論不允許超光速的物體存在,因?yàn)橐坏┏馑?,時(shí)間將會倒流,這樣因果定律將會被完全打亂。最典型的就是外祖父悖論。如果一個(gè)人超光速,導(dǎo)致其時(shí)光倒流,這個(gè)人回到外祖父和外祖母結(jié)婚的那一天,在那一天殺死了自己的外祖父(不存在未婚先孕,和隔壁老王之說),這樣就不會就沒有他的媽媽,那么就更不會有他的存在,那么這個(gè)人怎么會在未來穿越回來再把外祖父殺了呢?這樣就會導(dǎo)致整個(gè)世界的時(shí)空因果關(guān)系錯(cuò)亂,這完全違背因果律!
所以相對論也不允許超光速物體的存在!
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