以光速運動的物質,是否一定是光?

feng569661700


光在真空中的傳播速度是299792458米每秒,目前沒有發現任何物質的運動速度超過了光速,從理論上講也不會出現這種可能,因為愛因斯坦給出的狹義相對論不允許出現這種情況。根據狹義相對論,物體的質量會隨物體運動速度的增大而增大,當物體的速度趨近於光速時,質量會趨於無窮大。要推動這樣一個質量無窮大的物體,需要的能量也是無窮大的,故狹義相對論不允許有質量物體的速度達到光速。

光子能夠以光速運行是因為其靜止質量為零。有一些理論認為光子會存在一個靜止質量,但是從未得到實驗的檢驗。中微子被發現後,在很長的一段時間內人們認為它的靜止質量是零,故中微子的運動速度被當作等於光速。直到上個世紀90年代,各種中微子振盪陸續被發現,中微子振盪表面中微子存在靜止質量,這樣中微子的運動速度就不可能達到光速,只能是非常接近光速。

宇宙中以及人類設計的一些實驗中會存在一些超光速現象,比如宇宙空間的膨脹速度超過了光速;相速度可以超過光速……不過發現的這些超光速都沒有超出相對論的框架,因為那些超光速並不能使物質、能量、信息的傳播速度超過光速。

那麼除了光子,宇宙中真的沒有其他物質的運動速度能夠達到光速嗎?真的有。

2015年,美國激光干涉引力波天文臺的科學家發現了引力波的存在跡象。經過幾個月的分析,確認發現的就是引力波。發現引力波的消息公佈後,立即引起了全球媒體的關注。

引力波是愛因斯坦根據廣義相對論預言出來的,從廣義相對論的誕生到發現引力波用了100年的時間。之所以需要這麼長的時間,是因為引力波太微弱,不容易被檢測到。激光干涉引力波天文臺之所以能夠發現引力波,除了與儀器的精度有密切關係,還與引力波信號的強度有密切的關係。首次探測到的引力波來自兩個黑洞的合併,兩黑洞合併後虧損了3個太陽的質量,這些能量通過引力波的方式釋放了出來。

不論是理論還是實驗,都表明引力波的傳播速度等於光速。引力波攜帶著能量,故它和電磁波一樣是一種物質。


刁博


所以由狹義相對論可知,物體的速度可以接近c,但不能達到c。


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