奥秘宇宙首页 > 探索宇宙 > 正文

站在一个以光速飞行的飞船上跑步,速度会比光速快吗?

时间:2019-02-14 09:40:44 浏览量:
用手机看
用手机看
扫描到手机,内容随时看

扫一扫,用手机看文章

首先说结论,根据相对论及实验观测结果,光速不可超越,也不可叠加。在不同的参考系中,光速不变。

如果以常识来看,是“在地面作为参考系,题主假设的情况,你的速度等于飞船相对于观察者的速度加上你相对于飞船的速度”,但这生活中的常识,其实是错误的。为什么呢?要理解这部分内容,需要对相关理论做详细说明。

站在一个以光速飞行的飞船上跑步,速度会比光速快吗?站在一个以光速飞行的飞船上跑步,速度会比光速快吗?

洛伦兹变换

洛伦兹变换的公式是v' = (v + u) / (1 + uv/c^2),其中c是光速,大约30万公里每秒,^2表示“平方”。

当u和v跟光速相比很小时,uv/c^2接近于0,分母1 + uv/c^2接近于1,这时v'基本上就是v + u,意思就是当飞船的速度很低时,以飞船外作为参考系,所观察到的你的速度就是你的跑步速度+飞船的飞行速度,这种情况叫伽利略变换。

但是,当u或者v跟光速可以相比时,情况就不同了,这时你就要严肃对待这个1 + uv/c^2的修正因子了。

站在一个以光速飞行的飞船上跑步,速度会比光速快吗?站在一个以光速飞行的飞船上跑步,速度会比光速快吗?

如果u和v都小于c,v'必然也小于c。也就是说,希望通过运动叠加的方式达到光速,是不可能的。而按题主假设的情况。这时u = c,你以为v' = v + c,但洛伦兹变换的结果是什么呢?是v' = (v + c) / (1 + v/c)。这个式子化简以后是什么?就是c啊!

所以你的速度仍然是光速!

你以为会是光速加上v,但v这部分刚好完全被洛伦兹变换相对于伽利略变换的修正吃掉了,剩下的仍然是光速。

总之,无论你怎么换参照系,光速总是那么多,既不会更高,也不会更低。这正是相对论的基本原理之一,叫做“光速不变性”。

如果我们在飞船上跑步,会看到什么场景

站在一个以光速飞行的飞船上跑步,速度会比光速快吗?站在一个以光速飞行的飞船上跑步,速度会比光速快吗?

在飞船参照系上观察,你会发现,光的轨迹发生了变化,你后面的恒星发生了移动,逐渐向你前进的方向移动,飞船越接近c,你前方的恒星越密集,仿佛时空发生了扭曲,而且,你看到的光子的速度依然是c。

另外再说说光速不可超越

根据相对论,飞船这种“静质量”不为零的物体是不可能达到光速的,只有光这种“静质量”为零的物体才会以光速运动。

以上是我对问题“站在一个以光速飞行的飞船上跑步,相对来说,速度会比光速快吗?”的回答,欢迎大家在评论中与我交流讨论。

编辑:时雨
关键词: 光速
为您推荐
  • 宇宙
  • et
  • UFO