空氣稀薄到什麼程度，從多高的物體自由落體才能達到光速？

狹義相對論告訴我們物體是不可能達到光速的，因為會有一個質增效應，接近光速時質量趨近無限大，因此無論怎麼加速都不能讓它再加快一點速度！但有網友提出了一個尖銳的問題，萬有引力定律告訴我們，天體的引力和它們的質量成正比，質增效應導致引力增加，物體靠近速度會更快，如果有一個足夠大引力和無限遠的自由落體距離，物體會超過光速嗎？

天上掉下的隕石最高速度有多少？這其實是一個非常有趣的問題，它肯定到不了光速，但絕對會嚇大家一跳，因為這個最高速度可以達到70千米/秒左右，這個速度怎麼來的呢？

地球環繞太陽的速度大約是30千米/秒，也就是說一個天體如果和地球同軌道但方向相反的話，它和地球的相對速度就是60千米/秒，那麼假如是一個大橢圓軌道，和地球相遇只是因為是近日點高速遭遇而已，那麼它的速度在地球軌道附近可能會接近第二宇宙速度，也就太陽系逃逸速度！

當這個天體來自太陽系內部時，那麼它的軌道表示不會逃逸，因此在地球軌道附近的速度必然小於第二宇宙速度，此時這個速度+最高相對速度速度，極限大約將超過70千米！如果進入大氣層時是地球自轉前進方向時，那麼還要疊加自轉線速度，也就是460米/秒左右（赤道位置），但差別就不大了！

所以從理論上來看，這就是一個物體進入地球大氣層時的極限速度，再超過就不可能了，因為地球大氣層的摩擦還會讓它部分減速！

如果恆定1個g，多久會加速到光速？

所謂的一個g，也就是大約9.8m/s²，當然這是地球表面的重力加速度，假定有這樣情況，可以恆定以1個g的速度落下，按此加速度計算，大約只需要354.3天即可達到光速，也就是一年不到一點，所以前陣子就有人問，是1g的重力加速度到底和光速有啥關係？為什麼加速一年和光速相差無幾呢？

其實還真沒啥關係，因為重力加速度是會改變的，只要稍稍離開地面或者更遠的地方，這個g就變化了！比如在月球表面重力加速度只有1.63m/s²，火星表面則只有3.72m/s²！

好玩的事情來了，如果有一個超級強大的天體，比如黑洞，物體下落速度會超過光速嗎？從經典力學角度來看，似乎可以！比如按如下過程來推導：

落下速度達到光速的天體

以上推導過程並不複雜，幾個概念瞭解就可以了，動能公式和重力勢能應該不用做過多解釋，史瓦西半徑需要了解下，這是天體坍縮到逃逸速度為光速時的半徑，此時天體的物質無論怎麼個熱運動都無法再保持在這個尺寸外，因此它將無可避免的坍縮成黑洞！

這是1916年史瓦西從頭一年12月愛因斯坦在德國某大學演講時釋出的廣義相對論引力場公式中推匯出來的，史瓦西的計算揭示了宇宙中可能存在的一頭巨獸：黑洞！當時確實震驚了科學界，宇宙中居然會有如此變態的天體，但沒有人懷疑史瓦西的計算結果！

而在上世紀七十年代發現的天鵝座X-1射線異常而推測出這可能是一個黑洞，此後發現越來越多這樣的天體，1974年2月發現了銀心的人馬座A*也是這樣的天體，2013年觀測到銀心大量恆星圍繞這個看不見的天體公轉，2014年發現X射線耀斑，最終確定是一個黑洞！

那麼物質真的在黑洞處達到光速了嗎？

理論計算表明的在黑洞的視界處物質可能達到光速，那麼事實上可能會存在這種現象嗎？答案也很有趣的，因為觀測結果並不支援這個結論，但也無法否定這個結論，這是為什麼呢？

2019年4月10日釋出的M87*黑洞

因為照片中心的那一圈黑斑並不是視界直徑的大小，真正的視界只有照片中的直徑的40%，這是因為在靠近視界的很大一部分割槽域內，儘管此處的物質被高速壓縮後已經達到了爆發狀態，但由於黑洞超強的引力已經讓這些輻射紅移到連毫米波射電望遠鏡都無法觀測，因此從觀測角度看，此處是否存在光速物質並不能確定！

觀測不能證明，但透過觀測的資料計算可以瞭解此處的物質是不可能保持在光速的，因為如果能光速維持軌道的話，那麼百億年來這個天體在視界處堆積的物質實在是太恐怖了，而且會降低黑洞的密度，環繞物質的速度也將出現變化，簡單的說這個黑洞自形成後就可能無法再成長，我們將觀測到一個怪物。

比如像這樣的大餅？

觀測的事實是物質並沒有在視界處停留，而是直接墜入了黑洞到達了奇點，但它到底是如何到達奇點的，又經過了多少時間，速度又是多少，估計沒有人可以回答這個問題，因為視界內不存在在視界外空間座標靜止的觀測者！

比如對於我們來說，視界內的運動狀態是無法獲知的，能看到的只是停留在視界處最後的映像，而視界內任何運動都可能看成是無窮大的速度，因為對我們來說連時間都可能是停滯的。所以越過視界後，我們不知道它是怎麼運動的！