根据相对论,物体运动速度不能超越光速,如果两个飞船向相反的方向以光速飞行,那相互的速度是否超光速了呢?
▍ℭ根据相对论,物体运动速度不能超越光速,如果两个飞船向相反的方向以光速飞行,那相互的速度是否超光速了呢?
答:当然不是,如果那么容易就实现了超光速,那么光速不变原理还有和意义?
相对于地面参考系,两个光速飞行的物体相反飞行,它们之间的速度还是光速,这是洛伦兹变换的直接推论。
在1887年,物理学家迈克尔逊和莫雷两个人,做了一个震惊物理学的实验,称为迈克尔逊-莫雷实验:
根据经典力学对光的解释,光相对于一种名叫“以太”的东西恒速运动,以太参考系就是绝对参考系;地球本身存在自转,还绕着太阳公转,然后太阳又绕着银河系旋转。
按照这个思路,在地球上不同方向的光线,必定相对于地球参考系存在不同的速度,迈克尔逊-莫雷实验就是要精确测定不同方向的速度差,可实验结果却震惊了整个物理学。
因为该实验结果显示,无论在白天夜晚,还是春夏秋冬,向不同方向射出的光线,传播速度是完全一致的;该实验动摇了以太学说,光速不变的现象在很长一段时间内未得到合理解释。
其中荷兰物理学家洛伦兹,在1904年提出了洛伦兹变换,试图解释光速不变现象,但是他的解释没有脱离经典力学,所以没有揭示光速不变的本质。
直到1905年,爱因斯坦提出狭义相对论,以光速不变为理论前提之一,解释了迈克尔逊-莫雷实验的结果,也彻底推翻了以太学说。
狭义相对论的推论之一就是洛伦兹变换,洛伦兹变换描述的是不同参考系之间的速度叠加法则,与伽利略变换不同。
在伽利略变换中,两个0.6倍光速的物体相反运行,其相对速度就是0.6c+0.6c=1.2c;但是在洛伦兹变换中就变成了:
v=(0.6c+0.6c)/(1+0.6^2*c^2/c^2)≈0.88c;
对于两个相反方向,以光速飞行的物体,其相对速度变成:
v=(c+c)/(1+c^2/c^2)=c;
还是光速!与光速不变原理是相容的,毕竟洛伦兹变换就是狭义相对论的推论之一,题设问题也就得到了回答。
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▍┺根据相对论,物体运动速度不能超越光速,如果两个飞船向相反的方向以光速飞行,那相互的速度是否超光速了呢?
1+1等于2,这是谁都知道的事情。如果光速不变也是这么个道理,那爱因斯坦就是个普通老百姓而不是科学家了。
狭义相对论之所有伟大,其中之一就是发现了光速不变、光速恒定的特性。这里要谈到两个公式,一个是伽利略变换,一个是洛伦兹变换。而光速理论适用的是洛伦兹变换。
前面所说的1+1等于2,就是伽利略变换,这个变换只适用于牛顿理论,也就是低速状态下的经典力学。
这个公式就是v=v1+v2。这里的v是叠加速度,v1是物体1的运行速度,v2是物体2的运行速度。我们在日常生活中和小学数学中经常要运用到这些常识,比如你女朋友从某城市开车向你老家来,每小时速度为100公里;你去接他每小时也是100公里,这样你两个人叠加速度就是200公里,如果总里程有1000公里,那么5个小时候你们就能在途中见面了。
但在高速惯性系中就不能这样算了,就必须采用洛伦兹变换公式,就是v=(v1+v2)/(1+v1v2/c^2)。
这个高速系就是接近光速运行。这个公式的前提是光速极限和光速不变。意思就是:这个宇宙中光速是最快的,任何有静止质量的物体都无法达到光速;在任何参照系和惯性系观测,光速都是不变的。
这样无论你的速度有多快,怎么叠加,都不可能达到光速,更不可能超过光速。现在网络上常有一些人不懂相对论,还硬要用生活中简单的常识和逻辑去反对相对论,认为只要坐在火车上往前面射手电筒,光速就超越了;或者2束手电光对射,相加就超过光速了。这就是使用了伽利略变换公式,是不适用的。
你要问为什么伽利略变换就不适用呢?为什么就非得用洛伦兹变换呢?这就是科学。
洛伦兹变换结合动量定理和质量守恒定律,可以得出狭义相对论的所有结论。 这是经过无数科学家100多年观测和精密实验得出的论证,根本没必要去怀疑。
但科学是允许并欢迎质疑和推翻的,如果你一定要怀疑或者不相信,就自己去做实验或者观察发现,拿出真正的数据证据来。否则就是异想天开胡说八道,就是民科或者反智反科学的愚昧之徒,愚昧了自己还想要蒙昧别人,实在可怜可悲。
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▍♦根据相对论,物体运动速度不能超越光速,如果两个飞船向相反的方向以光速飞行,那相互的速度是否超光速了呢?
不用那么费劲,你就一直加速就能超过光速,真的!不要老拿相对论来说事,相对论就是错误的。它其中最重要的一条假设,“光速不变”就是错误的。光速不变是当时物理学著名的“两朵乌云”之一,这个结论是有迈克尔逊实验得出来的。迈克尔逊实验不是直接测量的光速,而是设计了一个光的干涉路径,用来测量以太是否存在的。由于地球绕着太阳以每秒30公里的速度运动,当时认为太阳是不动的,如果以太的绝对静止的,那地球相对于以太就有每秒30公里的速度,在地球上就会有每秒30公里的以太风。按照迈克尔逊实验的设计,就会观测到0.4个干涉条纹,而结果没有观测到光的干涉条纹。当时认为,这个结果只有两种情况:要么以太完全被地球所带动;要么光速不变。而爱因斯坦认为没有以太,光就在什么也没有的“真空”里传播,所以光速不变,并由此建立了狭义相对论。
但是后来,科学上已经发现了真空不是空的,真空是能量海的能量最低状态,也就是说真空就是物质。既然真空是物质,那光速不变也不可能成立了,相对论也就不成立了。
光速是物体运动的极限,是相对论的一个推论,也就没有成立的条件了。物体运动的速度是可以超光速的,何况两个相反的以光速运动的飞船呢?
▍⊕根据相对论,物体运动速度不能超越光速,如果两个飞船向相反的方向以光速飞行,那相互的速度是否超光速了呢?
相对论是错误的,爱因斯坦赋予电磁波的特殊属性是无效的,电磁波属于机械波。
机械波的传播速度跟介质的温度密度等内在物理状态有关,不会受到介质的运动速度影响。迈克尔逊莫雷实验结果证明,光在地球上传播速度不受地球的运动速度影响,完全符合机械波的传播特点,证明了光是机械波,证明了爱因斯坦的光速不变原理、电磁波传播不需要介质、相对论都是画蛇添足的谬论。
▍∮根据相对论,物体运动速度不能超越光速,如果两个飞船向相反的方向以光速飞行,那相互的速度是否超光速了呢?
两个相反光速的飞船绝对不会超过光速的。
首先大家搞错了一个关键性问题,那就是飞船只能无限逼近光速,而不能达到光速,目前人类只发现光子这种物质可以达到光速,其他物质不可能达到光速,包括中微子在内,它只是速度更近接近光速。
要达到光速,那么这个粒子得静止质量必须为0,目前看来也只有光子可以达到这样的要求。
其实大家还有一个误解,总认为是爱因斯坦的相对论规定了光速是物质运动的极限速度。其实我在这里要给爱因斯坦澄清一下。
早在爱因斯坦之前几十年,麦克斯韦的电磁理论就预言了光速不变,之后还有迈克尔逊莫雷实验验证了光速不变。
也就是说,在狭义相对论之前,光速不变的问题已经是物理学上空的乌云了。只不过那时候科学家还没有人下定决心把光速不变作为公设而已。
在低速世界,也就是速度低于光速的10%(约为30000km/s)的时候属于牛顿力学的管辖范围,这时候物理学规律和中学课本学的没有较大冲突。
如果速度在三万公里每秒以上,那么物理学规律将更倾向遵守相对论。那么飞船的运动速度越快,其质量就越大,维持加速的能量就越大,只能无限逼近光速,而不能达到光速。
如果两个飞船反向而行,它们各自的速度为0.9c,那么其中一个飞船的相对速度就是1.8c(1.8倍光速)吗?
答案当然是不可能了,这种速度叠加原理是伽利略变换,如果速度在0.1c之上,那么就应该改用洛伦兹变换。
其中时间变换为t=t0/(1-v²/c²)½
所以这个时候一个飞船观察另一个飞船,其发现它的时间就变慢了。而时间就是度量速度的一个重要物理量,时间的变慢就确保观察者观察到另一个飞船的速度就不会突破光速了。
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