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用相对论理解超光速, 理解我们的宇宙

  作者:刘学军
  签名:这个世界的美妙之处在于,只要努力,什么都能得到!书读得少,文笔很差,千万别到处传播。

文章更新时间:2017/12/22 19:12:20

用相对论理解“超光速”, 理解我们的宇宙。

爱因斯坦“Nothing is faster than light”,但我们很容易就能想到一些“超光速”的现象。


比如经反射的两束光线,我们感觉它们的相对速度就超过了光速。
首先看一个很容易理解的现象,如果两个小球分别以V向相反的方向移动,那么它们的相对速度就是2V

 

那我们很容易找到两束向相反运行的光线,如下图。



一光源经直角镜面反射后,这两束光线1秒后就相距(1s * 3 * 108m/s)* 2 = 6 * 108m,即60万公里。

那么,以Vc1与Vc2速度运动的光子,它们的相对速度就是2倍光速了!确实,如果脱离空间和时间说它们是2倍光速,这是没有争议的。但我们是地球人,需依赖于所见到的或测量到的数据。


速度,即在单位时间内物体移动的距离(V=S/T),所以需要用尺子和钟表来测量距离S和时间T,才能计算出速度。


下面是测量光速的办法,我们在基站(0刻度处)设置一个时钟,并用光信号检测器代替眼睛,在30万公里的1倍、2倍、3倍处,分别置一个光信号检测器,即刻度1、2、3,如果有光信号通过,即告知基站有光到达了这里。

经过直角镜面反射的两束光线,以相反的方向以Vc的速度移动,此刻开始计时

1秒后,光线经过刻度1。
这个刻度跟尺子是一样的,如果只有几米,人眼可以迅速读出两个位置的距离,但现在相距60万公里,任何仪器是不能瞬间知道它们的位置的。当光子到达刻度1处时,0刻度处的基站也不知道。
此时此刻,只能在刻度1处向人类(基站测量处)发信号,告知有光子到达了这里。

 
再过了1秒,即2秒后,刻度处发送的信号被人类检测到,记下时钟,进行速度计算,(30万公里+30万公里)/2s = 30万公里每秒,所以人类测到的这两束光线相对速度还是1倍光速。
 
而此时此刻,光子又跑了一个单位的距离,它早已不在1秒前的位置! 

科学家也知道,可无法测量,除非有仪器能瞬间收到两处的信号,但这是不可能的。

其实科学家是知道有物质已超过光速的,甚至有几千倍光速,可是科学家无法测量出来,那些超越光速的东西,等人类测量到它的位置时已经不知道跑哪儿去了。比如电子绕原子核的轨道越级运动以及量子纠缠现象,它们移动的速度都远超光速。比如科学家说”宇宙的年龄约130亿年,可观宇宙半径约为470亿光年”,宇宙膨胀的速度也是超光速的。


科学家所说的宇宙,是指光学(或电磁波)能够测量到的物质及能到达的空间,它是有限大的。如果物质超越了光速,那它就进入了另一个宇宙,与这个宇宙上的任何事物都没有关系,探测不到它,它也就不存在了。

“Nothing is faster than light”,这里的“Nothing”对应的是“Empty Space”,超越了光速就是"Nothing"。


我们被光速锁死了!如果我们能够发现比光速传播信号更快的方法,就能够探测到更大的宇宙,就有更多的宇宙资源供人类所用!


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