Re: [問卦] 為什麼這世界最快的速度無法超過光速?
※ 引述《mark751019 (☆比哈士奇帥一點☆)》之銘言:
: 愛因斯坦有說過,
: 這世界最快的速度就是光速,
: 沒有任何東西可以比光速快,最多就是等於光速。
: 為什麼這世界最快的速度無法超過光速?
為何會說『光速就是極限』,底下我們只討論一條非常著名的公式,各位只要貢獻
一點點的想像力即可。
關於超越光速的問題,像是在電影《星際大戰》中,千年鷹號為了逃離銀河帝國的戰艦
追擊,躍入超空間(hyperspace);小時候的楊威利第一次遇到瓦普跳躍飛行(超空間
跳躍航行)的時候,身體極度不適,又吐又發燒的...等等,這些超越光速的題材,
不管在小說、電影、動畫...都不勝枚舉。
隨著近代物理的發展,物理學家才開始對它投以關愛的眼神。
根據牛頓的理論,光速就是光速,沒有什麼特別,要超越光速絕對辦得到。只要你跑得
跟光一樣快,光在你眼前就是靜止。不過,並沒有人看過光完全靜止,傳統的牛頓理論
在此是說不通的。
愛因斯坦在電磁大師馬克士威的理論中發現,光速是常數。不管你是向著它、背著它
移動,它都以同樣的速度前進。這樣一來,牛頓力學將完全崩潰,因為在他的理論中,
你在地球上的時間、長度與在其他星球的都完全一樣,這也表示在光速不變的情況下,
時間與空間必須產生難以想像的扭曲。
但是根據愛因斯坦的觀點,在加速前進的太空船裡,時間流動會變慢,船內的空間會
遭到壓縮。假設你站在地球上、可以透過望遠鏡看到太空船內部,你會發現,裡頭的
時間變慢了,船員的行動變得跟烏龜一樣緩慢,身體也變得跟扁魚一樣扁平。
如果可以的話,要是太空船以光速前進,內部的時間將會停止、太空船會一直壓扁到
消失不見,質量則會膨脹到無限大!
你會想說,夭壽喂~這種情況怎麼會花生??!!是啊,也就是如此,愛因斯坦才說
要突破光障(light barrier)是不可能的!如同二次元宅宅與三次元現充總是存在不可
交流的次元之壁一樣。
ps.物體移動越快,重量越重,表示移動的能量轉換成質量,你可以透過E=MC^2來知道
有多少能量轉換成質量。
目前火箭最快只能達到40,000mph(64,000km/h),光障還構不成問題。等到科學家開始
考慮要拜訪離我們最近的恆星系(半人馬座α星(Alpha Centauri),距離約四光年,
如果使用傳統的化學推進火箭,大概要七萬年才能抵達!),他們得正視光障的問題。
以上,暫時先回答你的問題。
至於能否超越光速?嘿嘿~一堆科學家試著找出愛因斯坦理論的漏洞,有人提到的:
用一隻雷射筆朝天空掃去,這道光束的行進速度是可以超越光速的;或是想像你的
手中有一把刀刃是一光年的剪刀,當你使用剪刀、讓刀刃相交時,最那遠一點的
移動速度就超越光速;或是進行EPR實驗...等等。
你會問,我這樣做有什麼意義嗎?當然沒意義,上述超越光速的例子,因為我們
無法靠著這個方式傳遞或是攜帶任何訊息或是能量,純粹是自爽用。
後來愛因斯坦提出了比狹義相對論更強大的武器:廣義相對論,換一個字,當然差很多。
根據廣義相對論,時空就像西索的念能力『伸縮自如的愛』一樣,能縮能伸;
在特定情況下,這塊布可以延伸得比光還快!狹義相對論只能適用於局部地區,如太陽系
;要是考慮整個宇宙,就必須改用廣義相對論!
根據廣義相對論,要超越光速有底下的兩種方法:
1.延展空間:簡而言之,就是將我們背後的空間一直延伸直到接觸我們前面的空間。
你可能根本沒有移動,只是藉著扭曲空間,來抵達遙遠的星系。原po
所說的阿庫別瑞引擎(Alcubuerre Drive)就是最好的例子。
2.撕裂空間:首先我們先在一張紙上畫上兩個點,經驗告訴我們,兩點間最短距離就是
一直線;然而,這未必正確。如果將紙對折,讓這兩個點相交,他們
之間最短的距離就不是直線囉,而是所謂的蟲洞(Wormhole)。
以上。
參考書籍:
1.電影中不可能的物理學
2.物理之書
3.二十世紀最偉大的科學實驗
--
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