那么一个物体要超越光速就必须克服时空性质 。这种时空性质是指宇宙环境,毕竟时间,物质,空间是一体的东西,时空具有粘性和弹性 。
而且有质量的物体以光速运动的话质量会趋于无限大,时间将停止 。就好像是说这个物体作为一个“力点”要试图影响和拉动整个宇宙 。所以这是不可能实现的情况 。因为单个物体的能量是不会超越整个宇宙的能量 。所以这样解释的话,光速其实是个法则,即光速是一种束缚态,是一个束缚态法则,时空束缚态法则 。这就是为什么物体运动速度不会超越光速!
另外一种通俗的解释可以是这样的,宇宙要求光速是以30万米每秒为极限做运动,而不容许它突破 。
早在1966年,科学家就发现,除了光速之外,宇宙中还存在一种速度限制,这被称为“GZK截断”(GZK cut off),下面我们来看看具体是怎么回事 。
根据“大爆炸理论”,我们的宇宙诞生于一个温度极高、密度极大的“奇点” 。由于光速的限制,宇宙诞生初期的光子至今仍然在宇宙传播,但因为宇宙的膨胀,它们现在已经进入了微波波段,在我们看来,不管是在哪个方向,我们接收到的这种微波辐射都相同的,因此这就被称为“微波背景辐射”(CMB) 。
“微波背景辐射”的光子充满了整个宇宙,所有在宇宙空间中运动的物质都将不可避免地与它们相遇,通常情况下,“微波背景辐射”的光子并不会影响到物质的运动状态,但科学家却发现,当物质的运动速度超过了一个临界值时,就会与“微波背景辐射”的光子发生相互作用,而这个临界值所对应的能量,就被称为“GZK极限”(GZK limit) 。
例如质子的“GZK极限”为5 x 1019eV(注:eV即电子伏特),如果在宇宙空间中运动的质子,其运动速度所对应的能量超过了这个值,它就会与“微波背景辐射”的光子发生相互作用,并生成π介子,这样就会造成这个质子损失能量,其速度也会因此而降低 。
一般认为,在宇宙中无论是微观的粒子还是宏观的物体,都会受到“GZK截断”的限制,这就意味着,要超光速飞行,首先要打破“GZK极限” 。
我们的问题还没有结束!既然光可以被大质量物体的引力偏转,就说明它应该具有质量 。如果没有质量,引力就不会作用与它 。
来看看两个公式,质能公式E=MC^2,和普朗克E=hv 。假设光子有质量,所以不同的跃迁跳跃光子对应不同速度,然而这与观察结果不相符,被观测的光子速度均为统一速度 。而且普朗克公式里面本来就没有m的出现,本身就说明了光子静止质量为零 。或者也可以说没有静止质量,这样更加准确 。
事实上我们知道光子静止质量为零,是一种理论的要求,我们谁也没有测量它的质量是“零”,也无法测量,因为你无法找到静止的光子 。所以说光子没有静止质量是准确的 。也可以说光子是一定有质量的,是有运动质量的 。
爱氏曾质疑牛顿第一定律有循环论证嫌疑,这里我发现他这个理论也有循环论证嫌疑 。我们在现实生活中找不到惯性系,却要来说明在惯性系中物体总要保持匀速直线运动和静止状态 。
同样我们要证明光子静止质量为零,首先必须找到静止的光子 。可是静止的光子我们找不到,但我们还说光子静止质量为零 。或者说光子没有静止质量 。在这里的讨论看似无意义,其实很有意思 。
我们接着假设光子没有静止质量,不同跃迁的光子对应一个固定的光谱,与观测结果一致,所以我们说光子没有静止质量 。
那么问题又来了,光有运动质量,为什么运动过程,质量没有无限大? 一般书本以光子没有静止质量来说明,但是我们其实还是不理解的 。有运动质量,为什么不遵守理论内容呢!
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