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光是如何达到光速的?科学家:光速就是光速,不需要达到!

光是如何达到光速的?科学家:光速就是光速,不需要达到!
2021年01月21日 00:41 新浪网 作者 趣聊文化

  导读:有一个奇怪的问题!根据爱因斯坦的相对论,光速是宇宙中最快的速度,也是恒定不变的速度!那么,光速是如何达到的呢?换句话说,光要通过什么方法才能加速到光速呢?

  光是宇宙中非常神奇的东西,有了光,世界才有了五彩斑斓的颜色!而且,光具有宇宙中最快的速度,已知的任何物体都无法超越光速!

  光速恒定不变

  我们知道,在经典力学中,物体的速度会根据参考系的不同而改变,然而这种情况却不适用于光速。

  根据爱因斯坦的相对论,光速是恒定不变的,在任何条件下都是如此!举个简单的例子:两条相反方向运动的光,如果从一条光线上去观察另一条光线,按照经典力学的理论,另一条光线的速度应该是两倍光速,然而实际上另一条光线的速度依然是光速!

  

  所以说,光速恒定不变是绝对的,并不会因为参考系的改变而改变,这就是狭义相对论中的光速恒定概念,而这也是整个爱因斯坦相对论的基础。

  光是如何达到光速的呢?

  在经典力学中,物体从静止到运动会有一个速度增加的过程,那对于光而言,它是如何到达光速的呢?为什么我们发现的光都在以光速运动呢?

  

  事实上,用“达到”这样的词来形容光速产生的过程是错误的!因为光速根本不存在从零开始增加的过程,光从诞生开始就具有光速!或者说,光的定义中本身就包含了光速,当光的速度低于光速的时候,光将不复存在。

  根据爱因斯坦的狭义相对论,物体在静止时和运动时的质量是不同的,当物体具有速度的时候,质量会增加,也就是所谓的动质量。而速度越接近光速,动质量就越大!从理论上讲,当物质的速度到达光速的时候,其动质量是无限大的(光除外)。

  在我们日常生活中,物质的速度远远无法与光速相比,所以动质量和静质量的差别不大,以一列400千米/小时的高铁为例,其动质量和静质量大约只有几万亿分之一的差距,完全可以忽略不计!但是在物质的速度达到一定程度的时候,这个差别就无法忽略了。

  当物体的速度接近光速的时候,其动质量将会非常大,而这时候如果想让其继续加速,就需要非常庞大的能量。随着物体的速度愈加接近光速,需要的能量就越庞大!从理论上讲,物体达到光速需要的能量是无限的!所以,只要一个物体的静质量不为零,那么它永远也不可能达到光速!

  

  那如果一个物体的静质量为零呢?是否意味着这个物体并不存在?

  按照常理是这样的,但光却是一个例外!因为光就是静质量为零的物质,如果光的静质量不为零,那它将无法达到光速,所以光的静质量就是零!

  我们知道,运动的物质必然具备能量。但是根据爱因斯坦的质能方程E = m c^2,如果物质的动质量为零,其能量也就是零!但是运动的物质不是具备能量吗?所以说,光的动质量不为零!只有这样它才能具备能量。

  

  那如何实现光的静质量为零,而动质量不为零呢?只有一种可能,光的速度等于光速!听起来很绕口,事实上可以简单概括为:光是一种静质量为零,动质量不为零,只能以光速运动,速度无法降到光速以下的特殊物质!如果光的速度降到光速以下,光也就不存在了!

  所以并不存在如何达到光速的说法,因为只要光存在,它就一定是光速,光速本身就是光的基本属性。

  光速真的无法超越吗?

  虽然许多科学家都怀疑过光速是否真的是宇宙的极限速度,然而就目前的情况而言,没有任何物质的速度能够超越光速,光速的确是宇宙的极限速度!

  而且,光速恒定是爱因斯坦相对论的基础,如果光速是能够被超越的,那就意味着整个相对论将彻底崩塌,而无论是从理论上还是实际的观测数据,爱因斯坦的相对论无疑是正确,由此可以反向推论——光速是宇宙的极限速度,而且是恒定不变的。

  当然,也有科学家认为,当物质突破光速之后,会进入到另一个世界,也有说法是另一个宇宙,但至少目前为止,这只是一个美好的幻想!

  

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