如題,假如以0.95c或更快的速度飛行,由於時間變慢,那麼高速飛行的飛船觀察到的自身速度是否可能超過光速?


不會,時間變慢對應的是別人的參考系。對自己不適用

睡前看知乎,終於看到自己學過的,可以裝一次x。答題前先說明,答主並不敢認為自己已經理解了相對論這種東西,以下答案只是答主在大學物理學課程中所學(當時好像也沒好好學,orz),結合自己理解的成果,如有不同看法,歡迎探討。

================================狹義相對論有兩條基本原理:

1.相對性原理

2.光速不變原理相對性原理講的是物理規律在所有慣性參考系中保持相同的形式。通俗一點理解就是物體運動的本質是不會隨著觀察者選擇不同的參考系而改變的,一個東西該怎麼運動就怎麼運動。光速不變原理講的是光速在任何參考系中都不變。有的人覺得如果我運動的速度接近光速,比如0.9c,那是不是在我的參考系中測量的光速就是0.1c呢,事實上不是。很多朋友這麼想是因為有這樣的經驗,比如一輛車時速80km/h,那麼如果我坐在另一輛時速70km/h的車上測量前者的速度,在我的參考系下前車速度就是10km/h。但是這兩個問題的區別就是前述問題是高速問題,而汽車這個問題是低速問題,我們在低速問題中得到的結論在高速問題中往往是不適用的。所以事實上無論你運動速度多大,光速永遠是c。

然後再解釋一下題主提到的時間變慢。

相對於狹義相對論的兩個基本原理,大家要對狹義相對論的三個效應的瞭解更多一些。就是:鐘慢效應、尺縮效應、質增效應。這三個效應來源於計算狹義相對論問題的洛倫茲變換。總之就是一堆計算,這裡從百科中找幾張圖題主隨便感受一下,如果題主有興趣可以參閱普通物理學,大學物理學,相對論方面的書籍。

好了,說了這麼多歪樓的,總之就是經過計算髮現題主所提問題並不存在。

【記得上課的時候書上有一道例題,講甲靜止,甲看到乙的速度是0.9c,乙看到丙的速度也是0.9c,乙丙同方向運動,問甲看丙的速度是多少。最後經計算得甲看丙的速度好像大約是0.97c(盡憑回憶,可能不太準確),所以可見相對論問題中並不是用簡單加減的】以上

會問出這樣的問題說明題主還沒有真正理解狹義相對論,建議去看一些基礎的相對論科普書籍。

不論我們討論速度的大小還是方向,都必須明確是誰或者什麼在測量。

說飛船時間變慢是靜止的觀察者,而在飛船上的觀察者和靜止的觀察者顯然用的不是一個參考系,沒有可比性,也不能簡單的做加法。
類似雙曲線,雙曲線上點的橫縱坐標之比是有極限的,越來越靠近漸近線,漸近線的斜率就是光速。

正經一點

你說飛船的速度是0.95c,那麼你首先要知道相對論的一個基本觀點:不存在絕對的參考系讓你定義這個速度。所以,0.95c必然是相對於某個參考系定義(我們叫他參考系A)的,比如一個物體。

我大概可以猜到體主的思考邏輯: 一個相對於參考系A靜止的觀察者,看到在1s內,飛船遠離參考系A內運動了0.95c * 1s 那麼遠(過程用事件E1,E2的間隔表示,比如兩次閃光信號)。然而飛船上的鐘慢了,我們在參考系A觀察到飛船上的鐘,每

[公式]s才前進1s、也就是說事件E1,E2發生間隔,飛船上的鐘才走了0.31224989991991997s 做下簡單的除法,不就超光速了麼?

那麼請題主回答幾個問題,

在飛船上的觀察者認為事件E1,E2的間間隔是多少?在飛船上的觀察者認為事件E1,E2期間飛船位移了多少?回答完了這兩個問題,請問在飛船上的觀察者認為自己的行進速度是多少?

不會超光速。因為相對論效應不僅包括時間變慢,還包括尺寸變小。

也就是在低速的我們看來他走了幾光年,但在接近光速的人看來自己可能只走了幾千米而已。

你不能用低速參考系的距離除以高速參考系的時間得出平均速度。

只能通過同一參考系測得距離和時間得出速度。
在速度比你低的看來,你的時間變慢了,你自己的時間還是一樣的。

V=(V1+V2)/(1+V1?V2/C?C)

如果v&<1&>和v&<2&>是那兩個要相加的速度,c是光速。從這個公式可以看出,如果原來兩個速度都很小——我說很小,是同光速相比較而言的——那麼,上式分母的第二項同1相比較,就可以略去不計,這時,你所得到的就是古典的速度相加定理。

但是,如果v&<1&>和v&<2&>都不算小,那麼,你所得到的結果就總是比這兩個速度的算術和小一些。例如,v&<1&>=(3/4)c,v&<2&>=(3/4)c,這時,用上面公式得出的合成速度,v=(24/25)c,這仍然小於光的速度。

在一種特殊的場合下,即當原來兩個速度當中有一個等於c的時候,不管另一個速度有多大,用公式所得出的合成速度都等於c。

由此可見。不管把多少個速度相加起來,也永遠得不到比光速更大的速度。


愛因斯坦的光速不變原理
其實這樣想,如果以光速飛行,那麼自身是沒有時間概念的,而且其他人看到他以光速飛行


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