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为什么说光速不能被超越?

5月9日 海岸线投稿
  因为光速和光无关。
  我们会发现除了光,还有另一个重要的物质也以光速传递:引力场。
  然后我们会发现其实这个速度不是光定义的,只是人类最早发现这个速度是通过光,而这个速度限制本身是与光无关的,它是我们这个宇宙的一个基本属性,也可看作因果律传递的速度(物理定义上的因果律),只不过光刚好可以达到这一极限速度而已。
  那么,这个速度极限为何存在呢?因为如果因果律没有速度上限,则时间无法存在,所有信息在整个宇宙中不需要时间就可以传递到每个角落,整个宇宙将成为一个内部属性完全同步的基础量子,在这个宇宙的内部,任何事物不会发生或结束,只会存在或不存在,这样的宇宙内,自然也无法产生信息的不均质,而信息或者说物质的不均质才是恒星,行星,有机物乃至生命能够产生的根本原因。
  所以我们所在的这个有生命,有星系的宇宙,必然是不均质的,而不均质则要求因果律的传递有极限速度,我们这极限速度恰巧在每秒三十万公里左右,而光是我们最容易观测到的,能以这个速度传递的物质,所以成就了光速永远无法被超越的定义,其深层,乃是这个宇宙得以存在的基石。
  发现我没仔细看问题描述,问题中提到的小问题没有做解答,这里就简单的解答一下:
  广义相对论中,比光速最大更重要的一个理论是时间是相对的,当你的速度越接近于光速,你的时间就越慢。那么我们来模拟一下,你在一个刚好达到光速的飞船上,那么你的时间可以视为零,你自己的感受中过了一秒钟,对于另一个参照系中的人来说,已经过了无穷的时间,对于他来说,你是冻结在时间之中没有任何变化直到永远。
  所以题主的这个问题就迎刃而解了:你在你的光速飞船上,向前奔跑的速度依然超过不了光速,甚至无法接近光速,光速最大在你的时间参照系中是坚不可摧的。对于第三方观测你和你的飞船的人来说,他的时间过得比你快太多了,他只能观测到你和你的飞船以光速飞行,却无法看到你的时间流逝,他终其一生甚至终其整个宇宙的寿命,都无法看到你相对于飞船向前移动哪怕一个普朗克长度,因为对于他来说,你的时间根本没有流逝。这个既浪漫又恐怖的理论却极可能是我们这个宇宙的现实,不得不感叹能够想出这惊世骇俗理论的爱因斯坦思维是多么的开阔!
  本回答得到了大家广泛的讨论,令我受宠若惊,这里将评论区一些讨论小结在下面,作为对回答的补充。
  1。光速并非宇宙中最大的速度,宇宙膨胀的速度就超过了光速。
  答:这是一个好问题。这我们需要明确的是,宇宙极限速度描述的是信息传递的速度。宇宙的膨胀,是整个时空本身在进行扩张,而非某种信息在传递,所以并不受宇宙极限速度的约束,也不与广义相对论冲突。实际上,如果不讨论信息的传递,有一些速度是超过光速的,比如上面提到的,宇宙初始时时空暴胀的速度,还有纠缠态的两个量子在坍缩时的超距作用。还有一些理论上可能超过光速但尚未发现或证实的,如霍金辐射的粒子,要能逃离黑洞视界,其在视界内的速度需要超过光速,但是目前尚未证明;科学家假设出的快子,永远以超光速传递,但它仍是个猜想;通过改变空间泡前后的时空扭曲程度而制造出的曲率泡可以超光速传递,但其最新研究在量子尺度成功却基本否定了在宏观尺度的可行性。
  2。没有解释光速为什么不能被超越,只讨论了光速无穷大会怎样。
  答:回答中确实疏忽了这一点。三步走的论证第一步先确定宇宙极限速度不能是无穷大,在原回答中已有论述。
  第二步则需要说明为何光能够以极限速度传递。因为光即电磁波,是一种没有静质量的物质,它所有的能量都由其速度即动质量组成。我们都知道,要给物体加速,需要对其施加力,加速度等于施加的力除以物体质量,在经典力学中认为物体质量只是其静质量,所以质量是不随着物体速度提升而增加的,速度只提升了物体的动量或者叫能量。而相对论统一了能量与质量,能量即质量,物体的运动速度构成的能量也会参与惯性计算。也就是说,想要维持物体的加速度,就需要不断增加施加的力,因为随着速度的提升,物体的动质量会越来越大,而宇宙中的能量是有限的,所以必定有个极限速度(不可再被加速的总质量)。因为光的静质量为零,所以其极限质量全部都是动质量,即全部展现为速度,这个速度就是宇宙极限速度。
  第三步解释为何其他物质不能超过,甚至都不能达到光速。通过上述可知,光子没有质量,极限质量全部是动质量,所以任何其他有静质量的物体,在加速到最大总质量时,其动质量一定小于光的动质量,也就是速度会小于光速。所以我们这个宇宙中,凡是静质量为零的信息,都以宇宙极限速度传递,凡是静质量大于零的信息,都无法达到和超过极限速度。
  那么,为什么我们宇宙中的极限速度刚好是三十万公里每秒呢?它可以超过这个数字,比光的速度快么?前面论证过,光子没有质量,所以总能加速到极限速度,如果这个数字提升了,电磁场和引力场就都会更新为这个更快的速度进行传递,所谓光速也就提高了,依然无法被超越。至于目前刚好是这么个数字,可能是个巧合,或者还有什么更深层的我们还未发现的原理需要感兴趣的你继续去发掘与研究。
  3。什么叫物理定义的因果律?
  答:先假设我们以一个固定的时间参照系对宇宙进行观测,在宇宙的A点,于a时刻发生了1号事件,然后在宇宙的B点于b时刻发生了2号事件。在物理上如果要证明这两件事没有因果关系,只要计算AB两点的距离与ab时刻的比值大于宇宙极限速度即可。这就是从物理上证明了12两件事没有因果关系。有趣的是,物理上无法证明两件事有因果关系,只能证明它们之间可能有因果关系,证明方式应该是可想而知的。这就是物理定义上的因果律。
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