为什么任何东西都不能比光速快?
爱因斯坦曾经把光速称为“宇宙的速度极限”。他声称以超过光速的速度旅行将违反因果关系原理。对于外行来说,这意味着因果关系。这方面的一个例子是,一颗子弹甚至在扳机被扣动之前就击中了目标。加速到光速或超过光速也会违反某些基本的能量条件。它甚至可以允许时间旅行。
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我们宇宙中的每一个粒子(包括光子)都在科学家所谓的“希格斯场”中移动或“游动”。由于这种相互作用,粒子获得了质量。不同的粒子以不同的强度与希格斯场相互作用,这就是为什么有些粒子比其他粒子重(质量更大)。光子通过,但与希格斯场完全没有相互作用。
这是什么意思?
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由于光子不与希格斯场相互作用,这意味着它们不受任何速度限制。它们可以以尽可能快的速度自由移动——它们自己的“光速”。为什么光速不慢于或快于每秒186,282英里?因为这个速度是宇宙的基本常数。
想知道为什么光不能以不同的速度传播,就像想知道为什么引力不能逆转,或者如果我们的宇宙只有2个空间维度而不是3个(如果算上时间就是4个),那会是什么样子。这些常数,连同光速,是在宇宙大爆炸的那一刻被创造出来的。宇宙速度极限有质量的粒子需要能量来加速。粒子的运动速度越接近光速,运动速度越快所需要的能量就越多。这是因为粒子本身的质量随着速度的增加而增大。简而言之,你跑得越快,你就越重。
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由于这个难以忽视的事实,如果你想要把一个电子加速到“光速”,你将需要无限的能量,因为电子变得无限重。整个宇宙中没有足够的能量来推动一个电子达到光速。
从光子的角度来看
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爱因斯坦用来阐述狭义相对论的方法之一是从光子的角度来想象宇宙的样子。爱因斯坦认为作为光子的生命是非常奇异的。例如,如果你是光子,时间对你来说就没有意义了。一切似乎都是瞬间发生的。
光子的火花你们是一个快乐的小光子由另一个星系的恒星产生大约40亿光年远。从我在地球上的角度来看,你们从那颗恒星到我的视网膜整整花了40亿年。从你的角度看,这一刻你被创造出来,下一刻,你又被我的眼球所吸引。你没有经历过时间的流逝。你的出生和死亡是瞬间发生的。
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