如何能达到光速可能吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-11-20 12:30 标签： 达到光速可能吗

大艾小艾好像是希腊人吧？
也就是欧洲人 吃肉啃骨头 确实发育的快。
参考打篮球的，很多人都两米多，大艾14岁一米87 也不是不可能。
我记得是哪个国家，14岁的都可以结婚生子了。

摘要：m/s，现在，我们可以轻易地得到光速的准确数值。但是直到近代以前，人们对光的速度都缺少一个准确的认识。甚至都不能确定光速到底是无限的，还是以极快的有限速度传递。

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　　m/s，现在，我们可以轻易地得到光速的准确数值。但是直到近代以前，人们对光的速度都缺少一个准确的认识。甚至都不能确定光速到底是无限的，还是以极快的有限速度传递。

　　对这个问题，据目前已发现的文献记载，对光速的最早研究甚至可以追溯到古希腊时期。

　　历史记载，恩培多克勒（前490年-前430年）是第一个宣称光速有限的人。他相信光是一种运动的东西，所以运行需要时间。

　　古希腊、伊斯兰世界以及欧洲经典学者都对此进行了长期的讨论。直到1676年，奥勒·罗默首次对光速进行测定，才有了光速有限的结论。

　　1638年，著名科学家伽利略提出一项他曾经做过的实验。伽利略一行四人，分成两组，分别登上两座相隔甚远的山峰，每组各自携带一个光源——煤油灯。

　　他对煤油灯做了一个简单的改进，就是在煤油灯的一面加了一个滑盖，这样关闭滑盖，灯光就被挡住，如果把滑盖拉起，灯光就会照射出来。通过快速地拉动滑盖，就能让煤油灯一亮一灭，制造出看上去在闪烁的效果。

　　在伽利略的实验中，除了两盏煤油灯外，还需要两只一模一样的钟摆计时装置，以及记录数据的纸笔。他打算利用两边记录灯光开启关闭时间的方法来测算光的速度。

　　我们已经得知光速大约是30万千米每秒，而人的反应时间大概是240ms左右。因此我们几乎可以断定，伽利略的这个实验是测不出光速的。

　　事实也是如此，意大利佛罗伦斯的实验学会（Accademia del Cimento）于1667年进行了伽利略的实验。在两盏灯相距约一英里的情况下，没有观察到任何的延时。

　　我们把今天已知的光速数值代入这个实验进行计算，可以得出延时只有11微秒，这已经超越了人类反应的极限了。

　　很显然，伽利略并没有测出光速，他得到的结论是：就算光速是有限的，它也肯定快得不可思议。而第一个测出一个比较靠谱数据的人，是奥勒·罗默。

　　1676年，奥勒·罗默首次对光速进行了测定。

　　罗默观察木星的卫星木卫一，木卫一绕木星公转，绕到木星背后时被遮住就会出现卫星蚀。随着地球在公转轨道上移向木星，在地球上观测到木卫一蚀之间的时间间隔将逐渐变短；而当地球远离木星时，木卫一蚀的间隔则逐渐变长。

　　简单介绍一下这种方法。首先由中学物理知识我们可以知道，木卫一是绕木星作匀速圆周运动的，那么木卫一卫星蚀的周期应该是不变的。

　　罗默根据这些数据计算出，当地球距离木星最近时，木卫一蚀将比按照公转周期预测的时间提前约11分钟出现。而六个半月后，当地球距离木星最远时，木卫一蚀将比预期的时间晚11分钟出现。累加时间点相差高达22分钟！他意识到，这22分钟就是光在地球公转轨道上传播的时间。

　　后来，克里斯蒂安·惠更斯利用这一数据加上对地球公转直径的估值，计算出光速大约为22万千米每秒，这一数据约有26%的误差。

　　艾萨克·牛顿（Isaac Newton）在其1704年出版的《光学》一书中描述了罗默对光速的计算，并给出了光从太阳到地球传播所需的时间为“七到八分钟”。

　　罗默和惠更斯的结果和实际相差非常巨大。直到19世纪，阿曼德·斐索发明了旋转齿轮法，并得出了315000 km/s的光速数值。莱昂·傅科进一步完善了斐索的方法，在1862年所得出的数值为298000 km/s。这一数据已经非常接近准确值了。

　　简单解释一下旋转齿轮法。

旋转齿轮法  来源 | 《对旋转棱镜法和旋转齿轮法测光速的讨论》

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“达到”这个词，让人感觉有一个加速的过程，从零逐渐增加，最后到光速。但是光不会“达到”光速，因为光的速度永远不会低于光速（这里说的是真空中，在介质里光速会降低，变成真空光速除以这种介质的折射率）。当然，也不会高于光速。

光的速度就是一个定值，——光速，大约每秒30万公里。这就是为什么“光速”是一个自然界的基本常数，而“你的速度”或者“一辆汽车的速度”不是自然界的基本常数，因为这些速度是可变的，而光速不变。

为什么你日常见到的物体速度会改变，会从零逐渐变化，而光却不会？因为这是狭义相对论决定的。

狭义相对论里，每一个物体都有一个“静质量”m0，就是它在静止时的质量，然后，当它运动起来时，质量会发生变化，——这是完全超越日常经验的，但却经过了无数实验证实！变成什么呢？

v^2/c^2)也接近于1，m接近于m0，也就是说，动质量跟静质量没有多少差别。多小算“很小”呢？你要考虑到光速是30万公里每秒，我们日常所见的速度跟它相比都差了好几个数量级。比如高铁列车，假设在以360公里每小时的运行（比最近要恢复的350还高一点），就是0.1公里每秒（一小时是3600秒），这个v只是c的300万分之一！在这个速度下，质量的变化只有几万亿分之一的量级，无法察觉。即使是以第一宇宙速度环绕地球的卫星，速度也不过是7.9公里每秒，虽然比高铁快多了，跟光速相比还是可以忽略不计。

如果速度达到光速了，会怎么样呢？这个公式告诉你，动质量会变成无穷大。

但这实际上是不可能发生的事情！因为质量越大，要再加速，需要外界给它的能量就越多。到接近光速的时候，你给它天文数字的能量，也只能让它的速度增加一点点，仍然达不到光速。而你能提供的能量总是有限的。

因此，如果一个物体的静质量不为零，你就永远不可能把它加速到光速。

但是，还有另一种情况。如果一个物体的静质量为零呢？这时你会发现，如果它的速度低于光速，动质量就必然是0，因为m0 / sqrt(1 - v^2/c^2)这个分式中，分子为零，分母不为零。但这又是不可能发生的事。因为按照相对论的质能关系，E = m c^2，能量等于动质量乘以光速的平方，如果动质量为零，这个物体的能量就是零了，它怎么可能既在运动又能量为零呢？

所以，唯一合理的情况，就是这个物体的静质量为零，但动质量不为零。这种情况怎么可能出现？只能要求m0 / sqrt(1 - v^2/c^2)这个分式的分子分母都等于0，也就是说，v只能等于c。

因此，静质量为零的物体，只能以光速运动，速度不可能降到光速以下。

光是什么样的物体？就是这种静质量为零、动质量不为零、只能以光速运动的物体。

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