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直入主题吧,1905年,爱因斯坦连续在德国学术期刊《物理学年鉴》上发表了五篇论文,其中就包含我们今天熟知的时间膨胀和空间收缩,也许了解更多的朋友还知道其中的光速不变原理、相对性原理等等,每一个成果都能改变以往人们对物理理论的认识,对物理学界的影响程度不亚于秦始皇一统六国。
但今天我们的主题单说其中一项:为什么光速不可超越——新的速度合成公式。
先来扯点蛋,我们现在对速度的认识通常是基于牛顿力学,比如火车甲的速度是u,另一列火车乙反方向行驶,速度是v,那么我们知道它们的相对速度是w=u+v,在爱因斯坦之前,人们如果不承认这个速度合成公式估计会担心半夜三竿牛顿来找他,但是这时候光速不变原理、相对性原理横空出世,牛顿的金典物理学大厦轰然坍塌。
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光速不变原理:光在真空中的传播速度恒定为c。
相对性原理:在任何惯性系中,物理规律保持不变。
这两个原理可能结论简单,但推导实验过程实为困难,特别是得出光速不变结论的迈克尔逊—莫雷实验,物理学上最“失败”也是影响最大的实验,没有之一,感兴趣可以去搜索,篇幅有限,这里不聊这个。
跑偏了,回到正题,为什么说这两个原理那么牛逼呢?爱因斯坦根据这两个原理推导出了新的速度合成公式,亮出公式之前再聊一下上面的火车,这时候火车甲速度u是0.6光速度,火车乙的速度v是0.6光速,都是0.6c,这时候你是不是想说这相对速度不就是1.2c超光速了吗?别急着抢答,下面爱因斯坦新速度合成公式亮相,座稳,别掉下火车了!
看不懂就算了
新的速度合成公式简直把金典牛顿物理打的落花流水,由这个公式我们可以计算火车的相对速度约等于0.88c,而且可以计算得出结论,光速不可超越,为了避免吐槽,更准确一点说是任何携带信息和能量的物质不可超过光速。
看不清也没关系,知道结论就行
我们看一看上面的疑惑,为什么牛顿的公式我们现在依然在用呢,因为在实际生活场景中,我们所遇见的速度相对于光速小得可怜,要知道光速c=1079252848.88千米/小时,普通速度在爱因斯坦速度合成公式里几乎可以忽略不记,所以牛顿的算法我们依然用的得心应手。
近几年各种穿越层出不穷,当然神话题材的作品我们不管,但是以后在科幻作品当中再遇见超光速时空旅行可就要留意了,虽说留意了也并没什么卵用,吐槽两句也是好的嘛,说到这里可能要问那么时空旅行真不可行吗?我说不行可能会让很多人大失所望了,接着往下看。
广义相对论发表30年后,数学家哥德尔在其中发现一个解,发现居然允许时空旅行的存在,爱因斯坦瞬间不淡定了,但随后发现这个解和自己助手罗森发现的“爱因斯坦—罗森桥”特性相似,这就是后来我们称呼的虫洞,这又是另一个大话题了,有机会以后再单独开篇细说。所以说科幻作品创作者注意了,以后谈到时空旅行还是尽量把虫洞扯进去。
篇幅有限,有些不能展开来说,来日方长,回头慢慢来,不严谨的地方肯定有,还望海涵,你且看,我且写,茶余饭后瞎扯蛋,欢迎吐槽,其实我也无所谓滴0.0..
上面蓝色按钮点了手机要爆炸,试试? |
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