光速极限的定义

2020-09-29 娱乐 115阅读

光速,就我们所知而言,是一道不可逾越的障碍。如果你和我一样是个科幻迷,这将是一个坏消息。几乎可以肯定,在除地球之外的太阳系中不存在有智慧的生命。然而恒星间的距离太远了!我们即使以光速运行,到达最近的恒星也要花上4年时间。所以没有比光快的交通手段,将很可能无法在银河系中游荡并与异型文明相遇,为争夺银河系的帝位而战,等等。
另一方面,由于长度收缩,或许情况并非那样令人绝望。假设你登上一条飞船,以接近光速飞往10光年以外的一颗恒星。从地球的参照系看来,这个旅行将持续10年。然而对于这次旅行中的乘客而言,长度缩短了。因此这个旅行只用了不到10年的时间。并且飞船飞行得越接近光速,(相对于地球和恒星的)长度收缩得也越多(你也可以从时间膨胀的角度考虑这个问题)。
为建造一艘可以像这样无限加速的飞船,现在看来有无穷的技术困难。这些困难可能会被证实是不可克服的,那么我们就只能在幻想的空间遨游;但如果它们是可以克服的,并且如果我们人类可以活得足够长以克服它们,那么我刚才所描述的正是依据狭义相对论的理论上(可行的)远程宇宙旅行。
当然,许多科幻小说仍然加入了超光速飞行。但它们也常常不得不在其中引入一些奇怪的概念,如:“时空扭曲”、“超时空”。最终的情况是:就我们今天所知的时、空而言,超光速飞行是不可能的。但如果你喜欢,你总可以寄希望于某种时空的“窗口”或一个全新的,允许物体超光速运动的物理分枝被发现。超光速是一种相对概念。一般定义的光速是1C也就是真空中的光速。但如果介质的密度越大,光速就会越慢。假定一种物质的密度使光速降到0.5C,那么中微子就可以很简单的超光速了

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