1g的重力加速度持續加速，一年後就是光速，真的只是巧合嗎？

看到有網友提出了一個問題，以1個g的加速度持續不斷的加速一年，剛好約等於光速！而且地球環繞太陽也是萬有引力的結果，似乎光速和引力之間存在某種特殊的聯絡，是不是發現了引力的秘密就能超越光速了？

加速度是一個物理概念，它描述的是體速度變化快慢的物理量，通常用a表示，單位則是m/s²表示，1g的加速度也就是9.8m/s²，其實用萬有引力公式也可以將其推匯出來，也就是地球的重力加速度！

加速一年又是多少時間呢？天文學意義上計算光年用的那個年指的是儒略年，它的時間長度是365.25天，每天86400秒，一個儒略年就是31,557,600秒，那麼按9.8米/s²計算，一年後速度大約是309,264.48千米/秒，也就是差不多30萬千米/秒！

確實有些超出種花家的預料，原本以為差距應該很大，結果居然相差那麼小，如果當年傅科光速測出來是這個數字，估計也不會有人說大誤差太大，畢竟相差真的只有3%，按當年的計時工具和測量技術來看，真心不錯了！

牛頓在1687年出版的《自然科學的哲學原理》中首次發表萬有引力定律，兩個天體之間的引力它們的質量成正比，與之間距離的平方成反比，萬有引力解釋了天體的運動和地球上物體的自由落體運動，根據萬有引力公式和牛頓第二運動定律，那麼可以推匯出重力加速度為：

從萬有引力公式推導重力加速度

重力加速度與物體的質量無關，所以在沒有阻力的情況下羽毛的下落速度和鐵球的落下速度是一樣的，它的存在剝奪了人類飛向宇宙的夢想！但牛頓設想和一種非常有趣的脫離地球引力的方式，因為地球是一個球體，沿著地球表面高速運動其實就在走圓周運動！

那麼只要速度夠快，圓周運動將會產生足夠的“離心力”而讓物體對抗重力，它將環繞地球運動而不至於落下！那麼為什麼地球的9.8米/秒的重力加速度加速一年就是光速呢？為何會如此接近？

重力加速度和光速有關係嗎？

其實兩者沒有半毛錢關係，從上圖公式中我們可以發現，重力加速度只和天體的質量與距離有關，只要距離再遠一點，重力加速度就會小於9.8米/秒，甚至更小，但永遠都不會變成零！不過這個重力加速度即使在地球上也會受到各種影響而出現變化！

這個問題牛頓力學無法回答，因為萬有引力只對有質量的物體產生影響，如果該“物體”沒有質量，那麼牛頓力學就認為萬有引力無法影響該物體！相信很多朋友都不滿意了，畢竟質能方程告訴我們，有能量的物體就有質量，所以光具有能量，因此它也是有質量的“物體”，所以它會受到萬有引力的影響！

當然這理解一點都沒錯，但質能方程已經是狹義相對論裡推匯出來的產物了，如果用能量=質量的方式來理解光在萬有引力中的運動特性，那麼也是成立的，萬有引力能讓光的路線發生改變，但它計算值和實際觀測值有很大的差異！

因為要理解質量和時空的影響，萬有引力是遠遠不夠的，廣義相對論才會比較透徹，質量對質量的不是吸引力，而是質量在彎曲時空後中的運動方式，在這個彎曲的時空中，我們所有能理解的方式，都會受到彎曲時空的影響，包括我們觀測到的暗物質，甚至在廣義相對論之後100多年才發現的暗能量！

只是暗能量的特性剛好和所謂的引力是反向的，引力會導致物體之間相互吸引，而暗能量則會將兩者相互推離，儘管這樣理解比較簡單，但真正的原因是暗能量讓空間膨脹，但科學家們只是觀測到了現象，卻還不知道事實背後的本質到底是什麼引起。

既然引力影響了光，那麼它能讓光速變慢嗎？

這是一個非常有趣的話題，惠勒總結的廣相：質量告訴時空該如何彎曲，時空告訴質量該如何運動，很簡潔的描述了質量在時空中的運動，而1919年的日食也驗證了光在經過太陽周圍時的彎曲！但他們都沒有解決一個問題，光會在引力場中減速嗎？因為我們知道引力能讓物體停留在地球表面，只要引力夠強，光也能這樣嗎？

1919年日是觀測結果

似乎1916年時史瓦西就已經找到答案了，因為他從廣義相對論中推匯出了個絕對暗黑的天體：黑洞，它的成名絕技是即使是光也無法從黑洞的視界內逃逸，而在從遠離黑洞到逐漸接近黑洞的過程中，光會產生紅移，到極度紅移，到紅移到可見光波段外，最後連電磁波都被視界吞沒。所以從理論上來看，它能將光速降低到零！當然這從萬有引力的角度理解似乎沒有錯！但很明顯這和光速不變的理論是相悖的！

如何理解視界內的光速呢？儘管我們無法知道視界內到底是個什麼空間，但卻可以推測一下，它應該是一個在所有方向都通向奇點的空間，光子進了視界後並沒有降低速度，只是無論怎麼走都只能走向奇點，這是一個比任何中國古代陣法都要厲害得多的封閉彎曲空間，只進不出！

所以，光速和重力加速度還是沒有半毛錢關係！另外還有一個結論就是光速其實是無法超越的，也就是說如果用這種加速的方式，我們永遠都沒有機會達到光速！

這是個是似而非的假問題！因為任何一個有靜止質量的東西都不可能以1g的加速度持續運動一年。

換句話說，有這樣的物體持續加速，已經不能用牛頓力學的運動公式計算末速度啦！

那個超過光速的結論不會發生啊。

首先，年這個單位公曆曆法年是平年 365天閏年 366天，而天文裡面的年也有兩個，迴歸年時間大概為365.2422天，恆星年大概為365.2564天。也不知道你說的是哪一個。

其次光速為299792458m/s 而g值約為9.8m/s²×365×24×60×60＝309,052,800m/s差了還是蠻多的。

就算接近也只是巧合。

居然很多人說是巧合，巧合個屁。光速只能無限接近不可能超越的。你是把9.8直接想加了，實際接近光速的時候，9.8這個加速度在地球上看會越來越小的。

在赤道上g=9.780 m/s2，在北極g=9.832 m/s2，在北緯45°的海平面上g=9.807 m/s2，在北京g=9.801 m/s2等。通常在沒有明確說明的時候g取9.80 m/s2。在進行粗略的計算或有說明時可以把g取作10m/s2，重力加速度不是定值，和萬有引力有關聯，除非你說是定值，理想狀態下那是巧合

沒有關係。重力加速度g=GM/r2,影響因素是地球質量和半徑平方。公轉時間T²=4π²R³/GM，其中變數只有R，所以只和日地距離有關。g*T，有三個變數，都是可以變化而相互不影響（地球密度一定時，M與r立方正比，但與日地距離沒關係）。所以算出來約等於光速只是巧合。但是這麼巧的事剛好發生了，連同pai平方約等於地球重力加速度。這個是不是宇宙在設計時留下的線索，冥冥之中有我們尚未知道的公式？我就不知道了。

光這樣說不能說是巧合，換一下就可能是巧合：

1g的重力加速度持續加速當前行星公轉週期的時間，剛好等於該行星公轉軌道的1/500。

這樣就更像是巧合。

是不是我都懶得求證。

實際上這是一個不算問題的問題，以9.8的重力加速度加速一年時間，最後的速度是每秒三十萬公里多一點，雖然我們平時總說光速是每秒三十萬公里，但實際上光速的精確值是比三十萬公里小一點的，因此重力加速度與光速之間並沒有什麼巧合。

此外，在狹義相對論中光速不可超越的，對於那些靜止質量非零的物體，就連達到光速都不行，因此題目的先提條件也不成立。

可能說到這，有些朋友會有疑問，假如我就以一個恆定的加速度筆直的飛行，難道一定的時間後我的速度不能超光速嗎？

是的，即便你是永久的保持一個恆定加速度，最終速度也不可能達到光速。這句話是不是聽著有些奇怪，既然加速度都恆定了，超光速不就是時間問題嗎？

實際上，這個過程的關鍵點在於：恆定加速度僅僅是對於飛行者而言成立。比如飛行者所在的飛船內部有儀器可以測量飛船實時的加速度（如果加速度和地表的重力加速度相等，那麼飛行者在飛船內部就相當於有了一個人工重力環境）。

然而這個恆定加速度在地球觀測者的測量中卻是一個變數，隨著飛船速度的上升，加速度在時刻變小（下圖），這就保證了飛船不可能達到光速。

還有一種情況就是，物體從無限遠處以零速度墜落地球，這個過程僅受地球引力影響，貌似加速距離無窮遠，好像最終速度能超光速一般，但實際上，由於加速度是一個變數，最終速度就是第二宇宙速度。