光速是宇宙速度极限,如果在一艘光速飞船上奔跑,不是超光了吗?

宇宙时空 2024-05-28 14:48:46

相信很多人都知道答案,且不说飞船的速度是否能达到光速,即便真的能以光速飞行,你在飞船上奔跑,你的速度也不会超过光速。

不过,日常生活经验告诉我们,你的速度的确超光速了,这就是简单的速度叠加。飞船的速度也就是光速C,加上你奔跑的速度,比如说是V,那么在我看来你的速度应该是两个速度叠加之后的速度,也就是C+V,这不就是超光速了吗?

但很多时候我们日常生活经验,也就是直觉是错误的。因为我们的直觉是建立在绝对时空观上,被绝对时空观完全束缚。

而爱因斯坦的狭义相对论早就告诉了我们,时空并不是绝对的,而是相对的,这种相对性就注定了我们的直觉是错误的。

那么你在飞船上奔跑的速度到底是多少呢?

先来说说两个速度变换。第一,伽利略变换,是由伽利略最先提出来的。实际上伽利略变换就是我们平时所用的速度叠加公式,简单用公式表达就是V=V1+V2。

如果刚才所说的你的速度是C+V,就是利用伽利略变换计算出来的结果。由于伽利略变换是以绝对时空观为基础,只适用于低速世界,因此在光速飞行的飞船上是不适用的。

接下来就是第二个变换,洛伦兹变换,是由洛伦兹先提出来的,后来被爱因斯坦用在相对速度计算上。用公式表达就是这样的。

伽利略变换只是近似的公式,是洛伦兹变换在低速世界的特例而已。细心的伙伴们肯定发现了。当公式中的V1和V2与光速相比非常小时,公式中的分母就趋于1,于是公式就可以简化为V=V1+V2,这不就是伽利略变换吗?

所以说,伽利略只适用于低速世界,而在亚光速世界,伽利略变换就不再适用了,因为误差太大了,就需要用到洛伦兹变换。

虽然伽利略变换只是洛伦兹变换的近似值,但并不是说越精确越好,我们还需要考虑到实用性。

伽利略变换虽然有误差,但在低速世界的误差微乎其微,不会对我们生活造成任何影响,关键是伽利略变换很简单,也很直观,更符合我们的直觉。而相比之下,洛伦兹变换就复杂多了,也不太容易理解。

所以,在日常生活中,我们就可以认为伽利略变换是正确的,没有必要用更精确的洛伦兹变换。

举个例子,你在一列火车上奔跑,火车速度为每秒15米,你奔跑的速度为每秒5米。那么根据伽利略变换,你相对地面的速度就是每秒20米,这就是我们的传统认知,我们很容易接受这个答案。

但是刚才说了,伽利略变换只是近似值,既然是近似值肯定有误差,这个误差有多大呢?

把两个速度代入上面的洛伦兹变换可以计算出,最终的误差只有大约10的负16次方。如此小的误差不但我们感受不到,任何精密的探测器也测量不出来,我们还在乎这么微小的误差干嘛呢?完全是自找麻烦。

但是如果两个速度很大,接近光速,伽利略变换的误差就会很大,就需要用到洛伦兹变换了。

比如火车和你奔跑的速度都是光速的一半,你相对地面的速度是多少呢?

最终的答案是0.8倍光速,明显低于光速。而用伽利略变换计算出来的答案就是光速。

而两个速度中只要有一个速度是光速,最终的答案就是光速,不管另一个速度有多快,结果都是光速。

所以不管你在光速飞船上如何奔跑,你相对地面的速度都不会超过光速,而仍旧是光速。

其实这就是问题的本质就在于绝对时空观与相对时空观的区别,我们的感知都是来源于绝对时空观,而很难直观地感受到相对时空观。

这也是为什么有些人无论如何都很难相信相对论的主要原因,这也很正常,本质上讲这也是任何物种趋利避害的具体体现,包括人类在内的任何物种肯定都会选择相信他们的直觉和日常生活经验,因为这些会让他们更好地生存下去。

相反,如果我们生活在亚光速世界,就能很直观感受到相对时空观了,感受到时间膨胀,尺缩效应等很多相对论效应。到那个时候,对于低速世界的运行规律反而会不太容易接受了。

这也说明了一点,看待事物的角度不同,得到的结果也会大有不同。就好比我们常常就会认为人类不同种族的战争太残酷,太无情了,我们常常会对在战争中伤亡的人们产生共情,为他们而悲伤难过,为他们祈祷。

但如果站在“上帝视角”,或者超级外星文明眼里,人类的战争只不过是智商低劣的“猴子们”的一场闹剧罢了!

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评论列表
  • 2024-05-28 17:17

    在光速飞船上,你不可能再跑的动,你已经被压成渣了

  • 2024-07-30 00:02

    自然规律都是预测未来的全称真命题,证伪当然有效,证明当然无效。证实现象不是证实规律,只能观测归纳过去(充分归纳),信任自然推断未来。且不可能由演绎和假说得到!!!比如,相对速度公理,任何时候任何地方都是真理,也是绝对自然真理。相对论是违背绝对时空公理、相对速度公理的可笑创造假说(不同于一般观测经验抽象的假设猜想公设,提出的时候就已经证伪了),当然是全称命题,居然号称证明了????是不是两头篇?彻底骗!………号称有鬼,搞成时光倒流不认悖论证伪,还让别人证明没有鬼。就是万能的欺骗无底洞。………黎曼几何公设,与欧氏几何公设不矛盾。公设与文字数字基本概念如时间质量长度pi惯性系等等都是源自观测经验的理想抽象,不是假说,也不神奇,没有预测真实,用于表达真实!创造假说猜测自然如同猜测自己的后脑勺一样没有可能性!那个蛤蟆学水牛搞假说号称公设,是个蠢货骗子。

  • 2024-07-30 00:02

    波与场的研究都是数学当物理,捉影弄鬼之术:::波只是一种粒子宏观时空分布不均匀,水波/沙丘波到处都有,是粒子构成的,有波粒二象性???波是一种物质???以干涉衍射现象否定光是粒子,又去解释粒子干涉衍射,不是笑话是什么???破坏了认知自然的核心根基“确定性” ………场::只能由源完全确定,不可观测(源力不是场力,源能量不是场能量),不必要的,无质量无运动的多余虚幻想象。……地球场给你引力,你给地球场引力,然后地球场给地球引力。这是笑话!!!~~~场与波都是捕风捉影之法,意义很小,破坏巨大。……伟大的赫兹证明电磁波的实验,激励源都是电火花,感应接受也是电火花,显然是光子动能传播与光电效应,用了电磁波来解释而已。电磁波理论(尚未发现电子)只是基于宏观电磁观测的有用的数学方法,质量与力才是宏观微观物质世界的唯一根本,两朵乌云当然都是电磁理论的谬误,祸害牛顿何益?一个具体问题::电流磁场与电子磁矩啥关系???

  • 2024-07-30 00:01

    万能骗术之质能方程,泛化虚化破坏能量公理概念,>>远远胜过,任何东西能变油+油能变任何东西。。。到底是质量获得能量还是质量变成能量??? ………动能公式,清清楚楚明明白白,到处用天天用,是质量获得能量的经典公理。………能量概念清清楚楚,是对物质运动状态的描述,居然敢欺骗说物质与能量等效???何其狂妄可笑???………他爸爸有动能,他爸爸也有势能,动能和势能都能变成他爸爸。他到底有多少爸爸呀?质量与力是一切微观宏观世界的根本,他造假(创造假说)祸害质量概念就当儿戏!!!———无中生有解释稀奇的万能骗术::科学都是假设(嘲笑诚信观测归纳),场有作用力,真空里有波,质能等效转换,穿墙而过,刀枪不入,纠缠女朋友。。。号称,只是科技还没达到!………无中生有==时空无限而永远不可能证无,当然也永远不可能证有==欺骗无底洞!

  • 2024-07-30 00:01

    悖论斯坦五大骗术V2:: ——1.蔑视自然创造反公理假说(骗),由反公理假说演绎方程(骗),号称证明全称假说命题(骗)。 ——2. 数学假装物理,创造虚幻数学“物理概念”,破坏基本概念和认知体系。搞些莫名其妙的虚幻数学“相对时空”数学“质量”数学“能量”。相对速度是无穷多的,哪有高低速之分?还编造一个绝对速度钉子户?力与质量需要宏观微观两套规则? ——3. 以必然有不确定性的观测精度攻击确定性的引力公理,以必然有的认知进化祸害绝对真理。以宏观现象为基础的电磁理论描述微观粒子电磁行为明显不足,两朵乌云不奇怪,他却借机破坏伽利略变换! ——4. 指鹿为马,指马为鹿,“波粒二象性”,破坏认知自然的最核心根基——确定性。狗都认识自己的主人知道真假,不搞二象性。 ——5. 无中生有创造假说(鬼),用解释稀奇谎称证明且无耻于悖论(已有效证伪),却要求别人证明没有鬼,搞万能骗术!!!………水星进动证明的大笑话:(A).号称证明全称公设是欺骗。 (B).忽视了水星的电磁力等等影响因素(1974地外水星探测),居然弄出高精度?活见鬼还是见活鬼?(科学求真需要批判精神,绝不能包容谬误欺骗!)

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