看板 作者 jfsu (水精靈)標題 Re: [問卦] 為什麼不可能超越光速?時間 Wed Aug 3 01:56:05 2016
※ 引述《Dean1116 (Dean)》之銘言:
: 這個結論應該是大家從小記到大的
: 光速是宇宙最快速度
: 但是這個推論到底是怎麼來的?
: 如果跟E = mc2 有關的話
: 那如果哪天觀測到有負質量的東西存在,不就有可能超越光速了嗎?
: 有沒有光速為什麼是宇宙第一速度的八卦?
為何會說『光速就是極限』,底下我們只討論一條非常著名的公式,各位只要貢獻
一點點的想像力即可。
關於超越光速的問題,像是在電影《星際大戰》中,千年鷹號為了逃離銀河帝國的戰艦
追擊,躍入超空間(hyperspace);小時候的楊威利第一次遇到瓦普跳躍飛行(超空間
跳躍航行)的時候,身體極度不適,又吐又發燒的...等等,這些超越光速的題材,
不管在小說、電影、動畫...都不勝枚舉。
隨著近代物理的發展,物理學家才開始對它投以關愛的眼神。
根據牛頓的理論,光速就是光速,沒有什麼特別,要超越光速絕對辦得到。只要你跑得
跟光一樣快,光在你眼前就是靜止。不過,並沒有人看過光完全靜止,傳統的牛頓理論
在此是說不通的。
愛因斯坦在電磁大師馬克士威的理論中發現,
光速是常數。不管你是向著它、背著它
移動,它都以同樣的速度前進。這樣一來,牛頓力學將完全崩潰,因為在他的理論中,
你在地球上的時間、長度與在其他星球的都完全一樣,這也表示在光速不變的情況下,
時間與空間必須產生難以想像的扭曲。
但是根據愛因斯坦的觀點,在加速前進的太空船裡,時間流動會變慢,船內的空間會
遭到壓縮。假設你站在地球上、可以透過望遠鏡看到太空船內部,你會發現,裡頭的
時間變慢了,船員的行動變得跟烏龜一樣緩慢,身體也變得跟扁魚一樣扁平。
如果可以的話,要是太空船以光速前進,內部的時間將會停止、太空船會一直壓扁到
消失不見,質量則會膨脹到無限大!
你會想說,夭壽喂~這種情況怎麼會花生??!!是啊,也就是如此,愛因斯坦才說
要突破光障(light barrier)是不可能的!如同二次元宅宅與三次元現充總是存在不可
交流的次元之壁一樣。
(偷渡一下,官配確認:
大猩猩是不可跨越之壁!我幹你古味。)
ps.物體移動越快,重量越重,表示移動的能量轉換成質量,你可以透過E=MC^2來知道
有多少能量轉換成質量。
目前火箭最快只能達到40,000mph(64,000km/h),光障還構不成問題。等到科學家開始
考慮要拜訪離我們最近的恆星系(半人馬座α星(Alpha Centauri),距離約四光年,
如果使用傳統的化學推進火箭,大概要
七萬年才能抵達!),他們得正視光障的問題。
以上,暫時先回答你的問題。
至於能否超越光速?嘿嘿~一堆科學家試著找出愛因斯坦理論的漏洞,像:用一隻
雷射筆朝天空掃去,這道光束的行進速度是可以超越光速的;或是想像你的手中有
一把刀刃是一光年的剪刀,當你使用剪刀、讓刀刃相交時,最遠那一點的移動速度
就超越光速;或是進行EPR實驗...等等。
你會問,我這樣做有什麼意義嗎?當然沒意義,上述超越光速的例子,因為我們
無法靠著這個方式傳遞或是攜帶任何訊息或是能量,純粹是自爽用。
後來愛因斯坦提出了比狹義相對論更強大的武器:
廣義相對論。是的,換一個字,
當然差很多。根據廣義相對論,時空就像西索的念能力『
伸縮自如的愛』一樣,
能縮能伸;在特定情況下,這塊時空之布可以延伸得比光還快!狹義相對論只能適用於
局部地區,如太陽系;要是考慮整個宇宙,就必須改用廣義相對論!
根據廣義相對論,要超越光速有底下的兩種方法:
1.
延展空間:簡而言之,就是將我們背後的空間一直延伸直到接觸我們前面的空間。
你可能根本沒有移動,只是藉著扭曲空間,來抵達遙遠的星系。一種
名為阿庫別瑞引擎(Alcubierre Drive)就是最好的例子。
2.
撕裂空間:首先我們先在一張紙上畫上兩個點,經驗告訴我們,兩點間最短距離就是
一直線;然而,這未必正確。如果將紙對折,讓這兩個點相交,他們
之間最短的距離就不是直線囉,而是所謂的
蟲洞(Wormhole)。
以上。
參考書籍:
1.電影中不可能的物理學
2.物理之書
3.二十世紀最偉大的科學實驗
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推 doomlkk: 打了這麼多 第一個留言只有頭推4F 08/03 02:00
推 kevin751231: 看過某篇光速球的文,好像瞬間反作用力大到會產生蘑菇雲9F 08/03 02:08
推 xwjyj: 我有認真看17F 08/03 02:17
推 FK56: 水精靈科普文必推22F 08/03 02:26
→ Gecco: 自爽用那段,關於一把長至月球的剪刀,開闔的時候是否超越光速,這印象中牽涉到力的傳導,原子間的碰撞,這端施力要25F 08/03 02:28
→ Gecco: 能傳導到另一端進行開闔,物體越長需要更多時間和力量,所28F 08/03 02:30
推 smallGY: 想說怎有點熟悉 啊就只是把書的內容抄上來而已…29F 08/03 02:30
→ Gecco: 以還是沒有超越光速30F 08/03 02:31
推 obb70: 我認真看完了31F 08/03 02:32
推 HNO3: 科普王34F 08/03 02:37
推 louic: 水精靈可以出書了36F 08/03 02:38
推 Mahoutsukai: 很多人認為是超光速的量子糾纏 有一說就是因為微蟲洞37F 08/03 02:38
推 isiyou: 好讚的科普文44F 08/03 02:45
推 www1025: 用曲速引擎就不用怕扭曲時空了,笨45F 08/03 02:46
推 mashi0101: 嗚嗚我是理組我看不懂是否該去賣雞排48F 08/03 02:52
推 ila9970: 參考書籍怎麼沒有獵人,叭叭52F 08/03 02:56
推 royfw: 快推別人才不會發現我看不懂55F 08/03 02:59
推 RK456RL: 趕快推 不然別人會知道我看不懂56F 08/03 02:59
推 leoon: 物理人推個59F 08/03 03:03
噓 pchion2013: 你能證明蟲洞的存在嗎
蟲洞 用筆戳洞已經被新聞龍捲風說到爛了61F 08/03 03:06
推 Boom3: 快推 不然別人說我看不懂XD64F 08/03 03:07
推 jhan80: 果然水精靈,我是伊布啊66F 08/03 03:09
推 gg125: 物理人 推正確69F 08/03 03:16
噓 TZofHES: 紅明顯 應該是 Alcubierre Drive 打錯一個字了72F 08/03 03:20
推 moken: 專業給推~76F 08/03 03:33
推 RLH: 好好看 可是看不懂 哈哈哈82F 08/03 03:49
→ kingrichman: 只要在現存世界找到比光質量還小的就可超越
但是以現有科學找不到這種東西83F 08/03 03:53
噓 DDxMM: 光速不是常數,遇到黑洞還是會變慢90F 08/03 04:06
推 jack0216: 電磁學大濕Maxwell是發現化工熱力學maxwell relation的人嗎?92F 08/03 04:25
推 crazyke313: 講這麼白話我還是看不懂 我沒救惹QQ 可見這咚咚有多難95F 08/03 04:33
推 imaxpayne: 不要偷渡奇怪的東西,幹你古味還我姐寺結局99F 08/03 04:50
推 eggsnk: 幹你古味105F 08/03 05:21
推 HaNk0311: 人嗎ˉ2鞥嗎-.
幹你古味 嗚嗚108F 08/03 05:47
→ F2307925: 文組問一下,所以光具有質量?111F 08/03 05:57
推 gaddafi: 光速確實無法超越 蟲洞算是開外掛118F 08/03 06:58
推 catv: 我認真看了還是不懂136F 08/03 07:47
推 hanhsiangmax: 一直對於相對論懵懵懂懂,看完這篇還是搞不太懂,感覺似乎為了敘述簡化很多東西,想找個時間慢慢唸!謝謝水精靈~137F 08/03 07:51
→ kinda: 扯一大堆 然後沒回答問題啊....142F 08/03 08:07
推 woogee: 快推,不然別人以為我們看不懂143F 08/03 08:08
推 nckukath: 目前只看到質量轉成能量,還沒看到能量轉成質量
接近光速時,分子鍵結力還在嗎?144F 08/03 08:09
推 tomalex: (′・ω・‵) 推150F 08/03 08:16
推 Zeroyeu: 不是不能 是當超越光速時,你就是光了~ 懂嗎綠光戰警?161F 08/03 08:39
推 bye2007: 能量轉成質量有啊 就是高能粒子加速器 碰撞撞出新粒子164F 08/03 08:46
推 s595857: 科普推 不過我猜很多人end167F 08/03 08:50
推 TOTnice: 感覺跟靈異事件有關係欸174F 08/03 08:57
→ diding: 來拉!!179F 08/03 09:08
推 penril0326: 靠北 看不懂 我只知道最後蟲洞那邊好像哆啦a夢有講過是任意門的構造原理183F 08/03 09:18
推 cvit: 如果物體能分解成光再移動,到達後再重組會不會比較容易187F 08/03 09:28
推 wotupset: 人類有時空限制 所以才會覺得光速是固定的193F 08/03 09:47
→ carl0536: 也許查一下entangle 可做瞬間移動 某種意義上的超越光速195F 08/03 09:49
推 cattila: 趕快推,不然人家以為我文組看不懂。197F 08/03 09:55
推 fix78: 竟然還可以看的懂!!199F 08/03 10:08
推 RX78NT1: 水精靈也來幹你古味XD209F 08/03 10:53
※ 編輯: jfsu (203.66.222.12), 08/03/2016 11:02:17
→ jfsu: 我比較喜歡萬里花...T_T ..and 錯別字已修正。211F 08/03 11:03
推 bun1r: 水精靈必推!215F 08/03 11:22
推 box1127: 想像力就比光速快不用一秒就到冥王星217F 08/03 11:25
推 alau: 不太懂空間為什麼會被壓縮218F 08/03 11:35
→ ywmy: 量尺壓縮式同時性因相對運動不同時造成的…
在快速移動的載體裡應該不會感到被壓縮吧219F 08/03 11:46
推 bernicellu: 除非物質和能量間能做轉換,外星人可以,地球人目前差遠226F 08/03 12:25
推 vios: push227F 08/03 12:45
推 Asucks: 水精靈科普文必推235F 08/03 15:01
推 oray914: 專業推 也推幹你古味 媽的不姊寺236F 08/03 15:08
推 zin: ..239F 08/03 16:19
推 powg: 推 幹你古味240F 08/03 17:03
推 jeffm: 推科普文242F 08/03 17:52
推 afterjump: 在重力不同的地方,時間的計算方式也不同。在強重力的地方測出的時間流逝速度要慢於弱重力的地方。243F 08/03 18:25
推 freakclaw: 對!(?) 沒錯, 就是這樣!(?)246F 08/03 21:02
推 sorryfly: 請看奧數神座 爆你頭不用錢!!247F 08/03 21:21
推 Muliden: 頭好暈……………@@248F 08/03 21:27
推 adifdtd: 快推不然別人以為我看不懂250F 08/03 22:03
推 layzer: 幹你古味259F 08/04 07:29
推 don2147: 專業推 水精靈!265F 08/05 20:40
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