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  • 1 # 宇宙探索

    總是會有人以各種方式去挑戰愛因斯坦相對論中的光速不可超越原理,但無一例外,挑戰的方式只能是想象,只能是沒有意義的假設!

    就如同問題中所說的超光速火箭,是不可能存在的。如果你只是假設,那就來分析下!

    超光速火箭上開啟手電筒,光線會是什麼樣子?或者光線將如何飛行?

    根據光速不變原理,答案很簡單,不管火箭如何飛行,速度是多少,任何人看手電筒發出光的速度都是光速,在火箭上的人看到手電筒的光的速度是光速,在地球上的人看到光的速度也是光速!

    也就是說,光的速度不受任何參照系的影響,在任何運動形式下,任何參照系的觀看下都是光速!

    不過對於地球上的人來說,我們會看到火箭的速度超過光速,也就是說火箭跑的比手電筒發出的光的速度要快,所以好像手電筒的光向火箭前進方向的反方向飛行!

    這很容易理解,雖然光不需要參照物都是光速,但我們對物體速度的感覺是需要參照物的,否則我們就無法感知到速度,而平時我們預設地球就是參照物,也正因為如此,我們很難感受到地球的運動!

  • 2 # 物原愛牛毛1

    實際上題主的意思很明顯,他認為超光速火箭上的手電筒發出的光,超光速火箭上的觀察者是看不到的。實際上這裡面至少有兩個錯誤:

    第一個錯誤:超光速火箭或光速火箭是不存在的。

    相對論已經說的很清楚了,任何有靜質量的物體是不可能達到光速的,更別說超過光速。因為運動速度越接近光速,質量越大,所需能量越大。質量效應公式說的很清楚,其中m為物體質量,m0為物體靜質量,V為物體運動速度,C為光速,V→C時,根式→0,則m→+∞,如果宇宙是有限的,那麼全宇宙的能量也不夠用來把這個物體加速到光速。因此一代我們這個宇宙中,火箭是不可能達到或超過光速的。

    第二個錯誤:沒有理解光速不變原理,題目顯露了絕對時空觀。

    這裡面又有兩種情況

    1,認為光速與光源運動狀態無關,而只與觀察者有關

    題目中把光速看成是相對於一個絕對靜止的參照物,認為手電筒發出的光是在一個絕對靜止不變的參考系的絕對運動,把光速不變絕對化,認為參考系只是一個背景,和光速沒有絲毫關係,這個參考系當然就是時空了。這樣就等於否認了時空的相對性,否認了光和時空的內在聯絡,使光速不變原理失去精髓。在這種思想下,自然覺得可以超過光速,自然覺得手電筒發出的光被超光速火箭超越了,因而看不到了。

    2,當然也許題目是另外一個意思:即光速與光源的運動狀態有關

    手電筒這個光源本身是放在超光速或光速火箭上,它的運動狀態就是超光速的,那它發出的光也就超光速了,當然相對於它來說還是光速,看不出異樣,仍然難以企及。而對於地面來說就是超超光速了,光如一條匹練般消失。

    正確理解

    實際上上述的兩種意思都是錯誤的。光速不變原理是指光在真空中的傳播速度對於任何參考系來說是不變的。與觀察者和光源的運動狀態無關,不存在任何優越的參考系。光無論是相對於靜止的地面,還是相對於光速或超光速的參考系(實際上根本不存在這樣的參考系)都是光速,其大小為299792458米/秒,光速等於距離除以時間,時間和空間都發生變化,光速反而不變,光速不變正是時間和空間具有相對性的體現,光和時空有著深層次的聯絡。就本題而言,假定存在這樣一個超光速火箭的話,火箭上的手電筒發出的光對於任何參考系來說都是光速,對於火箭上的觀察者來說,手電發光與在地面時沒有什麼兩樣。

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