• 首页>
  • 科学探索>
  • 假如你在一艘光速飞船上奔跑,是不是意味着你超光速了?

假如你在一艘光速飞船上奔跑,是不是意味着你超光速了?

2025-02-19 17:06:07阅读量:8 字体:

直觉告诉我们:你确实超光速了!但理性告诉我们:你没有超光速,因为如果你的速度超光速了,就打破了光速限制,意味着爱因斯坦的狭义相对论就被推翻了。

假如你在一艘光速飞船上奔跑,是不是意味着你超光速了?

如果这么容易就被推翻了,狭义相对论也不可能经历一百多年屹立不倒,再者说了,也完全轮不到我们去推翻,前人早就推翻了。

这说明什么呢?说明很多时候我们的直觉和日常生活经验是错误的,其实错觉的直觉在我们日常生活中屡见不鲜,主要原因还在于我们很难突破某些限制,比如说身体结构的限制,生活在狭小空间里的限制等等。

就拿统治人类上千年的地心说或者说“地球是平的”这两种观点来讲,就是错误的直觉最直接的体现。日常生活中,每天我们都能看到漫天繁星围绕在地球周围,当然有理由相信地球是宇宙的中心。

同时,每天我们也能看到地平面一直延伸到眼睛无法看到的地方,当然会选择相信地球是平的。从科学的本质来看,“地心说”也属于科学范畴,因为科学的本质就是假设,是建立在人们长期观察总结出来的假设,然后不断验证总结出来的理论。

说的有点多了,重回正题。

相对速度的计算问题我们上小学时就学过,简单说就是速度叠加,比如说你我分别是每秒5米的速度反向奔跑,那么在其他人眼里,我们的相对速度就是10米每秒,用物理学术语描述,其实这就是伽利略变换。

伽利略变换在低速世界非常适用,简单易懂。不过,伽利略变换是建立在绝对时空观基础上的,也就是说,时间和空间是绝对不变的,只有这样,伽利略变换才成立。

但是我们所在的四维时空是绝对的吗,是一成不变的吗?

并不是,四维时空是相对的,具有弹性的,速度和引力等因素都会影响到时间和空间,时空是一体的。时间和空间的这种相对性意味着什么呢?

意味着你经历的一秒,与我经历的一秒严格来讲并不一样长短。只不过对于生活在低速和低引力世界的我们来讲,时间的差异实在太小了,我们根本感觉不到,也不会对我们的日常生活造成任何影响。

不过一旦来到亚光速世界,速度对时间和空间的影响就比较明显了,当然也就不能忽略不计了。你在飞船上奔跑的例子就是如此。

也就是说,在亚光速世界,伽利略变换不再适用了,而需要用到更精确的洛伦兹变换才行。简单讲,伽利略变换就是洛伦兹变换在低速世界的近似值,是一个特例罢了。


而爱因斯坦也把洛伦兹变换公式作为狭义相对论的基本公式之一,其实这也表明了当时的洛伦兹其实已经无限接近狭义相对论了,只不过洛伦兹不肯放弃绝对时空观,最后与狭义相对论失之交臂!

从洛伦兹变换公式中可以看出,当速度V1和V2都非常小时,公式中的分母就会无限趋于1,于是洛伦兹变换就会简化成伽利略变换。但是如果两个速度都很大,尤其是非常接近光速时,就不能做出这样的简化了,这恰恰说明了伽利略变换是洛伦兹变换的近似值和特例。

所以,你应该明白,无论你在光速飞船上如何奔跑,都不可能超光速了吧?退一万步讲,光速飞船也是伪命题,飞船的速度只能尽可能接近光速,不可能达到或者超过光速的。

其实,爱因斯坦的狭义相对论的核心就是光速不变原理,光速是绝对的,在任何参照系下都保持绝对不变。

而由于速度与时间和空间也就是距离有直接关系,而通常情况下速度都是相对的,必须有参照系才有意义,但光速就是这么霸道,它是绝对的。

光速的这种绝对性意味着时间和空间必须做出相应的“妥协”,只有这样才能保证光速的绝对性。而“妥协”的结果就是时间和空间的相对性,具体来讲就是会出现钟慢效应,也叫时间膨胀效应,还有就是尺缩效应。

总之就是,我们不能用低速世界的惯性思维去衡量亚光速世界的运动规律,即便不少人很难接受爱因斯坦相对论提出的时间和空间的相对性,但现实情况就是如此,爱因斯坦的相对论已经被无数次证明是对的。


其实,很多人不愿意接受相对论也很正常,能够理解。毕竟我们对于这个世界的认知,基本上都是建立在日常生活经验基础上而来的,日常生活经验对我们的感受影响如此强烈,以至于任何违反我们日常生活经验的规律,都会被我们本能排斥!

推荐阅读

  • 福州市高中排名一览表,福州市十大高中排行榜

    福州市高中排名一览表,福州市十大高中排行榜

    中考对于大家来说是非常重要的一次考试,大家都希望能够考上一个好的高中。提前了解一些高中的信息对于快要中考的学生非常重要。那么,大家知道福州市重点高中有哪些学校,现在彩霞奇闻网小编为你们整理了一份福州市...

    阅读: 578

  • 浙江十大最牛高中排行榜,宁波市镇海中学名列前茅

    浙江十大最牛高中排行榜,宁波市镇海中学名列前茅

    浙江省的教育一直走在全国的前列,这缘于浙江人对教育的重视,浙江大学是省内的巨无霸大学,近几年进步神速,学科实力强大,并且浙江省的高中教育也位居全国前列。现在彩霞奇闻网小编为你们整理了一份浙江十大最牛高...

    阅读: 2492

  • 武汉十大高中排行榜:武汉市第一中学进第四,洪山高级中学居第一

    武汉十大高中排行榜:武汉市第一中学进第四,洪山高级中学居第一

    武汉是一座国际化的综合城市,这里有着非常多的大学校园,也有着非常多的学校商圈。一所好的高中或许影响到孩子的一生,所以家长为孩子选择一所好的高中非常重要。武汉的高中在全国的知名度是很高的,那么,家长们知...

    阅读: 1057

  • 贵州省十大文化遗产:布依族盘歌独具特色(文琴戏上榜)

    贵州省十大文化遗产:布依族盘歌独具特色(文琴戏上榜)

    贵州是一个历史悠久的地区,居住有不少少数民族,其中黔东南州更是被誉为世界上最大的民族文化博物馆,整个贵州有着不少的非物质文化遗产,那么接下来彩霞奇闻网就为大家介绍一下吧!贵州省十大文化遗产1、梭戛长角...

    阅读: 798

  • 日本名古屋人口总数2022:日本城市人口排名第4

    日本名古屋人口总数2022:日本城市人口排名第4

    日本名古屋人口总数2022面积:-出生率:-人口总数死亡率:-男性人口:-2,191,279人女性人口:-男女比例:-地区生产总值:-人均支配收入:-查看日本人口数量名古屋人口世界排名名古屋人口数据年...

    阅读: 732

  • 天水麻辣烫大叔辟谣网售调料包 天水麻辣烫为什么火了

    天水麻辣烫大叔辟谣网售调料包 天水麻辣烫为什么火了

    就在4月5日的时候,甘肃天水的麻辣烫大叔在社交媒体上发表了相应的视频,在视频当中明确的说明了自家的麻辣烫并没有向外提供任何的配方以及调料包,网络当中所售卖的这些调料包都和本店没有任何的关联,大家在购买...

    阅读: 2336

  • 国际空间站电池掉下来砸穿房屋 为什么国际空间站电池会掉落

    国际空间站电池掉下来砸穿房屋 为什么国际空间站电池会掉落

    根据目前所得到的消息,在4月5日的时候出现了一个国际空间站电池坠落损坏房屋的话题,这个话题引发了众多人的关注。根据相关的报道,美国佛罗里达州的一位居民透露,在3月8日的时候有一个金属圆柱体突然穿透了他...

    阅读: 2051

  • 属牛人出生在什么时辰好(子时)

    属牛人出生在什么时辰好(子时)

    属牛人的命运受到出生时辰的影响,根据中国传统占星术,有三个特定时辰的属牛人会享有一生衣食无忧、福禄双全的好运。这三个时辰分别是子时(23:00-01:00)、午时(11:00-13:00)和酉时(17...

    阅读: 963

  • 牛不能和什么属相结婚(鼠)

    牛不能和什么属相结婚(鼠)

    属鼠、属羊、属马、属猴。生肖牛,代表着坚韧、踏实和稳定,他们通常以情感深沉和负责任而著称。然而,并非所有属相都与牛相得益彰,这些属相可能会与牛产生不和谐的关系,不宜成为夫妻。1、属鼠牛和鼠的组合可能会...

    阅读: 2379

  • 生肖鼠不能和哪些属相做夫妻(马)

    生肖鼠不能和哪些属相做夫妻(马)

    生肖马、生肖羊、生肖猴。生肖鼠作为十二生肖中的第一位,代表着机智、聪明和勤劳。然而,根据中国传统文化中的一种说法,生肖鼠的人与这些属相不宜成婚,因为他们在命运上可能会面临更多的挑战和困难。一、生肖鼠的...

    阅读: 923

热门文章