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1700909396 没有什么带有质量的东西能够到达光速运动,更不要说超过光速了,那是规律。所以带有质量的东西运动得越快,让它加速就越不容易。来看看这在现实中意味着什么,设想你飞得快到在你的速度表上增加1公里/小时就达到了光速。
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1700909398 接下来你从自己的裤袋里摸出一只网球来,朝前扔去。让我们随便假设你投球的速度是20公里/小时。
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1700909400 在地球上,这很容易。但现在,不再如此。事实上,不可能做到。没有什么东西能够超过光速运动。因为你自己的速度已经只比光速低1公里/小时,所以你的网球不可能以比你现在速度快20公里/小时的速度运动。
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1700909402 当然,没有任何理由禁止你投球——但既然那只网球无法超过光速运动,显然有一些别的限制会在你试图把它投向前方的虚空中时发生。答案就在我们的老朋友——方程式E=mc2之中:你试图投掷而加给网球的能量被转化成质量。因为它无法被转化成速度。
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1700909404 你已经知道质量能够被转化成能量(比如说在恒星内部),这里发生的是与那个现象相反的例子:能量被转化为质量。这就是答案了:你刚学到,因为爱因斯坦的狭义相对论,所以在你冻结一切那一刻之前,你会变得越来越重。
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1700909406 现在让我们看看你高速旅行所带来的另两个问题:时间的膨胀和长度的收缩。
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1700909408 大多数人(包括我自己)在面对宇宙时间不存在这一事实会感到迷惑而着迷。我们的常识,经过在我们这个微小行星表面几百万年以来的进化,在直觉上就抗拒这种想法。尽管我们能在自己身上或周围看到时间留下的印迹,但时间本身是一个比较抽象的概念,完全不可见的某种东西以无法触摸的方式不停流动。虽然奇怪,但我们还是能够接受这一想法,时间并不像我们曾经认为的那么简单。
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1700909410 但是,我们一直相信自己熟悉空间这个概念。可是这也不正确。我们同样不了解空间。
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1700909412 在你的想法里,一米总是一米,不是吗?
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1700909414 不是。它取决于是谁在看。
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1700909416 空间与时间互相交织在一起:如果时间发生了改变,距离也一定会改变。
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1700909418 你一头雾水,为什么必须如此呢?
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1700909420 为什么时间膨胀必然带来距离和长度收缩?
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1700909422 答案在于那个自然界中所存在着的绝对不可打破的速度限制:光速。
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1700909424 如果距离不收缩,你就必然会违反光速限制。
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1700909428 在外太空中,光的运行速度大约为300,000公里/秒。
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1700909430 一位在地球上的观察者看到你以87%的光速前进,也就是每秒260,000公里,这里的每秒是指他的每秒。
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1700909432 以如此高速飞行的你,一定还记得你所经历的一秒与他的一秒不同。以光速的87%飞行时,你这里的一秒钟等于地球上的两秒钟——在这两秒钟里面,位于地球上的观察者看到你移动了520,000公里。所以在他眼里,你移动的距离比你自己实际在你这里的一秒钟所走过的距离多了一倍。
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1700909434 这没什么奇怪的,对吗?
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1700909436 不对。因为虽然你在他的两秒钟里面移动了520,000公里,但你的世界里只过了一秒钟。
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1700909438 那么对你来说,你的速度就是520,000公里/秒。
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1700909440 但是,光速只有300,000公里/秒。你将打破宇宙中普遍存在的速度纪录……
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1700909442 但这是被禁止的,执法的不是警察,而是自然。记住,没有东西能够超过光速运动,在二十世纪初,许多实验证实了这一点,而且在太空中,光也一直以此速度运动(既不会更快,也不会更慢)。牛顿永远无法解释这种现象,如果他依然沿用自己的观念来看待世界。但爱因斯坦做到了,用他自己的理论。
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1700909444 在他关于物体运动的理论——狭义相对论中,时间的膨胀必须伴随着距离的收缩同时进行,只有这样,才能保证不管是谁在看,都不会有物体能够以超过光速的速度运行。
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