根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

10 個回答
物原爱牛毛1
2019-04-07

根據相對論,這個問題本身就是有毛病的。飛船是達不到光速的,這裡有個質量效應公式管著:飛船速度越大,它的質量就越大,當達到光速,它的質量將變成無窮大,這樣沒有任何能量能夠驅動這個飛船,所以飛船是不可能達到光速的,也就是說任何靜質量不為0的物體是不可能達到光速的。如果飛船真能達到光速,那簡直要了命了,現有的理論體系將全部崩塌,推倒重來。兩個相反方向飛行的飛船將會輕鬆超光速,這是肯定的。

好了,別做夢了。飛船是不可能超光速的,但可以接近光速。這個問題不妨這樣問:兩個飛船向相反的方向以近光速飛行,那相對速度超光速了嗎?或者乾脆這樣問:兩束相反方向傳播的光,它們的相對速度超光速了嗎?這樣的問題也是有答案的。兩種情況的答案是一樣的,即它們的相對速度依然沒有超光速。這是因為光速不變原理,該原理說,對於任何參考系,光在真空中的傳播速度是不變的,與光源和觀察者的運動狀態無關。換句話說,任何參考系都是平權的,不存在任何優越的參考系。即使是光速或亞光速這樣的參考系也一樣 ,光對於它們來說仍然是光速,所以誰也超不過光速。這才是光速不變原理的精髓。

根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?上述情況的相對速度可用相對論速度合成公式求得。咱們以求得AB兩束相反方向傳播的光的相對速度為例:設A束光相對於B束光的速度為χ,B束光所在的參考系相對於地面參考系速度VB顯然為光速c,同理A束光VA也為c,那麼由VA=(x+VB)/(1+xVB/c²)得,c=(x+c)/(1)+xc/c²,求得x=c。也就是說兩束以相反方向傳播的光,它們相對速度x為光速c,並沒有大於光速。同理相反方向亞光速飛行的兩個飛船的相對速度也不會大於光速,連光速也達不到。

花开花寂2019
2019-03-10

一百米跑道,博爾特和劉易斯分別站兩頭以10米/秒速度開始跑,五秒時跑到中間五十米處相遇,從相遇開始計算時間,5秒後他們各到跑道兩邊,他們的相對速度就是100米/5秒=20米/秒沒錯啊,但是人類一人百米記錄還是沒破不錯啊,兩束光同理,相對速度為什麼不能2倍光速,別讓相對論束縛你的認知,太陽光照地球八分鐘,地球上發一束激光到太陽也是八分鐘,中間四分鐘時相遇,四分鐘時間後,兩束光分別到達地球和太陽,以他們此刻的距離和四分鐘的時間計算,就是兩倍光速沒錯,難道從它們相遇開始時間會變慢嗎,四分鐘變八分鐘,如果這樣,這兩束光分別到地球太陽的時間就是12分鐘,是速度慢了還是時間慢了,你們來幫我解答這個問題,別整些理論公式,我也看不懂,就回答這個問題,兩束光從地球太陽距離中間相遇開始為時間距離起點,兩束光分別到達地球和太陽為終點,求兩束光相對速度,或求到達終點所需時間。

JuneWoo1
2019-03-30

看了這麼多回答,我覺得有必要先談談狹義相對論真正的要義和玄機所在。我的回答出引自美國物理學家格林一本有名的科普書《宇宙的結構》,就是《宇宙的琴絃》的作者,很多人可能都看過。他在裡面對狹義相對論的描述,是我見過最通俗易懂也是最貼切的,劉慈欣曾經也說過,格林對狹義相對論的科普解釋,是他見過最棒的。首先要明白,狹義相對論的革命性在於它將時間和空間統一起來,推翻了牛頓的絕對時間和絕對空間,提出了絕對時空的概念,時空是一體的,什麼意思呢。比如你現在處在完全靜止的狀態,在時空角度下,你也在運動,只不過你的運動全部用來穿越時間而已。注意再體會一下,你的運動全部用來穿越時間而沒有用來穿越絲毫空間。現在假如你動起來了,有了速度,你現在的運動既穿越時間,又穿越空間,你繼續增加速度,繼續加速,你能一直加上去嗎?什麼時候是個頭?顯然,當你速度越來越大時候,你的運動將幾乎全部用來穿越空間,很少用來穿越時間,什麼意思,就是在你的視角下,時間越來越慢,越來越慢,但是時間不可能停止下來。而如果將你的運動全部用來穿越空間,絲毫不用來穿越時間,這個時候的速度就是光速。所以知道為什麼不能達到光速了吧,因為時間不可能停止。但是對光子來說,沒有時間的概念,因為光子將運動全部用在了穿越空間上面。愛因斯坦曾說,光子沒有年齡。所以大家知道光速為什麼是宇宙極限速度了吧。光速就是一種將運動全部用在了穿越空間而不穿越時間的速度。所以所有的運動,如果要找一個參照物,這個參照物只能是絕對時空。在狹義相對論裡面,如果你相對於絕對時空在穿越空間上靜止,你就是真的靜止,如果你相對於絕對時空在穿越空間上運動,你就是真的運動。我們習慣的一個物體相對於另一個物體的運動速率,比如兩個相反方向運動速度相同的人,以其中一個人為參照,另一個人的離去速度是兩倍速度,只是低速下的一種近似罷了。在高速的情況下,不是加法這麼簡單,但是可以用相對論的公式計算出來。講到這裡,大家應該不難明白,任何情況下,你,我,所有人穿越時間和穿越空間的合速度都精確的等於光速。所以對於不同空間運動速度的人,其穿越時間,也就是時鐘的嘀嗒會不一樣, 相當於大家都有自己的一個表,這個錶的嘀嗒頻率不盡相同,這就是狹義相對論。平常空間速度差異不大,所以時間嘀嗒可能相差幾億分之一妙,但是如果穿越空間的速度差異很大,時間上差異就會很大,狹義相對論現象就越明顯。速率是什麼?無非是經過的路程除以時間,但是現在,你以以狹義相對論的思維來思考一下,相對於絕對時空不同空間運動速度的人,對經過的空間路程和時間都有不一致的概念,此為相對;但是大家在時空中的穿越時間和空間的合速度又精確等於光速,此為絕對;愛因斯坦曾說,其實他更喜歡將狹義相對論稱為絕對性原理,這個絕對就是絕對時空中大家都一樣的合速度,光速,上帝狡猾但不惡毒,真實總是隱藏的很深,但是總有孤膽英雄式的人能窺破天機。回到這個問題,首先,飛船不可能達到光速,其次,如果相反運動方向的兩個飛船速度接近光速,從某一個飛船的角度看,另一個飛船的相對速度也不會超過光速,因為這個時候相對速度的計算不再是簡單的加法!但是要明白一點,時空本身的膨脹,卻是可以超過光速,有興趣的可以看看暴漲宇宙學,這個假說目前是被認為最具希望的宇宙誕生學說,在宇宙誕生之初,經歷了幾次暴漲,時空瞬間擴大,肯定是超過光速。但是在時空內,物質,能量,信息的傳遞,光速是極限,因此狹義相對論是有前提的。

赛先生科普
2019-02-19

並不會超光速,狹義相對論在這一點上早有推論。

比如兩架速度都為0.7倍光速的飛船相反飛行,現在我們以其中一架飛船的角度,測量另一架飛船的速度是多少。按照常理來講,測出的速度應該是1.4倍光速,但是按照狹義相對論的速度合成公式,這個結果應該是0.94倍光速。

下圖為狹義相對論速度合成公式根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

至於這個合成公式的來源,並不是憑空而來,它的基礎是洛倫茲變換,而洛倫茲變換可以從狹義相對論的兩大基礎:狹義相對性原理和光速不變原理得來。因此這些公式是經過嚴謹的數學手段得來的。根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

所以說,如果狹義相對論被證偽,那麼也只能是它的兩條基礎原理出現了錯誤。

期待您的點評和關注哦!

先生242470081
2019-12-18

不用那麼費勁,你就一直加速就能超過光速,真的!不要老拿相對論來說事,相對論就是錯誤的。它其中最重要的一條假設,“光速不變”就是錯誤的。光速不變是當時物理學著名的“兩朵烏雲”之一,這個結論是有邁克爾遜實驗得出來的。邁克爾遜實驗不是直接測量的光速,而是設計了一個光的干涉路徑,用來測量以太是否存在的。由於地球繞著太陽以每秒30公里的速度運動,當時認為太陽是不動的,如果以太的絕對靜止的,那地球相對於以太就有每秒30公里的速度,在地球上就會有每秒30公里的以太風。按照邁克爾遜實驗的設計,就會觀測到0.4個干涉條紋,而結果沒有觀測到光的干涉條紋。當時認為,這個結果只有兩種情況:要麼以太完全被地球所帶動;要麼光速不變。而愛因斯坦認為沒有以太,光就在什麼也沒有的“真空”裡傳播,所以光速不變,並由此建立了狹義相對論。

但是後來,科學上已經發現了真空不是空的,真空是能量海的能量最低狀態,也就是說真空就是物質。既然真空是物質,那光速不變也不可能成立了,相對論也就不成立了。

光速是物體運動的極限,是相對論的一個推論,也就沒有成立的條件了。物體運動的速度是可以超光速的,何況兩個相反的以光速運動的飛船呢?

艾伯史密斯
2019-02-18

答:當然不是,如果那麼容易就實現了超光速,那麼光速不變原理還有和意義?


相對於地面參考系,兩個光速飛行的物體相反飛行,它們之間的速度還是光速,這是洛倫茲變換的直接推論。

在1887年,物理學家邁克爾遜和莫雷兩個人,做了一個震驚物理學的實驗,稱為邁克爾遜-莫雷實驗:

根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

根據經典力學對光的解釋,光相對於一種名叫“以太”的東西恆速運動,以太參考系就是絕對參考系;地球本身存在自轉,還繞著太陽公轉,然後太陽又繞著銀河系旋轉。

按照這個思路,在地球上不同方向的光線,必定相對於地球參考系存在不同的速度,邁克爾遜-莫雷實驗就是要精確測定不同方向的速度差,可實驗結果卻震驚了整個物理學。


因為該實驗結果顯示,無論在白天夜晚,還是春夏秋冬,向不同方向射出的光線,傳播速度是完全一致的;該實驗動搖了以太學說,光速不變的現象在很長一段時間內未得到合理解釋。

根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

其中荷蘭物理學家洛倫茲,在1904年提出了洛倫茲變換,試圖解釋光速不變現象,但是他的解釋沒有脫離經典力學,所以沒有揭示光速不變的本質。


直到1905年,愛因斯坦提出狹義相對論,以光速不變為理論前提之一,解釋了邁克爾遜-莫雷實驗的結果,也徹底推翻了以太學說。

根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

狹義相對論的推論之一就是洛倫茲變換,洛倫茲變換描述的是不同參考系之間的速度疊加法則,與伽利略變換不同。


在伽利略變換中,兩個0.6倍光速的物體相反運行,其相對速度就是0.6c+0.6c=1.2c;但是在洛倫茲變換中就變成了:

v=(0.6c+0.6c)/(1+0.6^2*c^2/c^2)≈0.88c;

根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

對於兩個相反方向,以光速飛行的物體,其相對速度變成:

v=(c+c)/(1+c^2/c^2)=c;

還是光速!與光速不變原理是相容的,畢竟洛倫茲變換就是狹義相對論的推論之一,題設問題也就得到了回答。


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科学认识论
2019-02-27

兩個相反光速的飛船絕對不會超過光速的。

首先大家搞錯了一個關鍵性問題,那就是飛船隻能無限逼近光速,而不能達到光速,目前人類只發現光子這種物質可以達到光速,其他物質不可能達到光速,包括中微子在內,它只是速度更近接近光速。
根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

要達到光速,那麼這個粒子得靜止質量必須為0,目前看來也只有光子可以達到這樣的要求。

其實大家還有一個誤解,總認為是愛因斯坦的相對論規定了光速是物質運動的極限速度。其實我在這裡要給愛因斯坦澄清一下。
根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

早在愛因斯坦之前幾十年,麥克斯韋的電磁理論就預言了光速不變,之後還有邁克爾遜莫雷實驗驗證了光速不變。

也就是說,在狹義相對論之前,光速不變的問題已經是物理學上空的烏雲了。只不過那時候科學家還沒有人下定決心把光速不變作為公設而已。
根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

在低速世界,也就是速度低於光速的10%(約為30000km/s)的時候屬於牛頓力學的管轄範圍,這時候物理學規律和中學課本學的沒有較大沖突。

如果速度在三萬公里每秒以上,那麼物理學規律將更傾向遵守相對論。那麼飛船的運動速度越快,其質量就越大,維持加速的能量就越大,只能無限逼近光速,而不能達到光速。

如果兩個飛船反向而行,它們各自的速度為0.9c,那麼其中一個飛船的相對速度就是1.8c(1.8倍光速)嗎?

答案當然是不可能了,這種速度疊加原理是伽利略變換,如果速度在0.1c之上,那麼就應該改用洛倫茲變換。
根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

其中時間變換為t=t0/(1-v²/c²)½

所以這個時候一個飛船觀察另一個飛船,其發現它的時間就變慢了。而時間就是度量速度的一個重要物理量,時間的變慢就確保觀察者觀察到另一個飛船的速度就不會突破光速了。

文化科学宗教探索者
2019-12-23

看了下面這麼多解釋,沒有一個說到本質。

有的是胡說八道,有的是說不清楚。根本原因是對相對論的理解,只是在對公式的推導上,推來推去,當然說不清楚了。

簡單的來舉例說明:

當觀測者看到,A物體以Ⅴ1速度向東行;B物體以V2速度向西行。認為A-B物體間的相對速度V=V1+V2,這個結論是錯的。

1、當V1、V2遠小於光速C,V=V1+V2近似成立;

2、當V1、V2增大至與光速等量級,Ⅴ=V1+V2則不成立;

3、光速在真空中傳播速度不變,與參照系無關(假設觀測者看到,某物體以99.9%光速飛行,在該物體上測得光速還是C);

4、只有光(電磁波)、電磁場、引力場(波)等,是以光速傳播,任何有質量的物質不可能達到光速。

這就是相對論!

时空通讯
2019-01-08

根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

1+1等於2,這是誰都知道的事情。如果光速不變也是這麼個道理,那愛因斯坦就是個普通老百姓而不是科學家了。

狹義相對論之所有偉大,其中之一就是發現了光速不變、光速恆定的特性。這裡要談到兩個公式,一個是伽利略變換,一個是洛倫茲變換。而光速理論適用的是洛倫茲變換。

前面所說的1+1等於2,就是伽利略變換,這個變換隻適用於牛頓理論,也就是低速狀態下的經典力學。

這個公式就是v=v1+v2。這裡的v是疊加速度,v1是物體1的運行速度,v2是物體2的運行速度。我們在日常生活中和小學數學中經常要運用到這些常識,比如你女朋友從某城市開車向你老家來,每小時速度為100公里;你去接他每小時也是100公里,這樣你兩個人疊加速度就是200公里,如果總里程有1000公里,那麼5個小時候你們就能在途中見面了。
根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

但在高速慣性系中就不能這樣算了,就必須採用洛倫茲變換公式,就是v=(v1+v2)/(1+v1v2/c^2)。

這個高速系就是接近光速運行。這個公式的前提是光速極限和光速不變。意思就是:這個宇宙中光速是最快的,任何有靜止質量的物體都無法達到光速;在任何參照系和慣性系觀測,光速都是不變的。

這樣無論你的速度有多快,怎麼疊加,都不可能達到光速,更不可能超過光速。現在網絡上常有一些人不懂相對論,還硬要用生活中簡單的常識和邏輯去反對相對論,認為只要坐在火車上往前面射手電筒,光速就超越了;或者2束手電光對射,相加就超過光速了。這就是使用了伽利略變換公式,是不適用的。根據相對論,物體運動速度不能超越光速,如果兩個飛船向相反的方向以光速飛行,那相互的速度是否超光速了呢?

你要問為什麼伽利略變換就不適用呢?為什麼就非得用洛倫茲變換呢?這就是科學。

洛倫茲變換結合動量定理和質量守恆定律,可以得出狹義相對論的所有結論。 這是經過無數科學家100多年觀測和精密實驗得出的論證,根本沒必要去懷疑。

但科學是允許並歡迎質疑和推翻的,如果你一定要懷疑或者不相信,就自己去做實驗或者觀察發現,拿出真正的數據證據來。否則就是異想天開胡說八道,就是民科或者反智反科學的愚昧之徒,愚昧了自己還想要矇昧別人,實在可憐可悲。

時空通訊專注於老百姓通俗的科學話題,願和大家一起來拒絕愚昧,啟迪人生。

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秦宇情
2019-03-22

愛因斯坦的相對論是錯誤的,不要迷信相對論。狹義相對論認為速度越快時間就越慢,假設B快速的飛離A,那麼B的時間就比A慢。那問題就來了,因為速度是相對的,也可以認為是A快速的飛離B,那麼A的時間就比B慢。B比A慢,A比B慢,那A和B的時間還是一樣的,沒有誰快誰慢。

時間確實不是絕對的,是相對的。但是認為速度能改變時間是錯誤的,速度無論高低都是屬於某個慣性系。任何慣性糸都是均等的,對於時間屬性是一樣的。如果認為不同慣性系在時間屬性上有區別,那麼慣性系就有特質了,而且會有一維的線性分佈,那麼宇宙中就存在一個絕對靜止的慣性系,這顯然是錯誤的。

速度並沒有那麼神奇以致可以改變時間,任何速度都只是個普通的慣性系,在時間上無特別之處。能產生時間變化的是維度,維度越高時間越慢,就好比微觀世界的時間過的快而宏觀世界的時間過的慢。在一個更高維度的時空裡,我們的整個宇宙也許就是一次量子漲落,整個宇宙只不過是一個粒子,宇宙從產生到消亡只有不到一秒的時間。

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