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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 andy77881979: 太神啦261F 08/04 11:43
推 alexarchit: 這個視頻有提到光速恆不變這個現象帶出來的理論
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