當兩個物體各自以1/2光速運動,朝對方移動,是否可以認為這兩個物體在以光速接近?

斷罪小學王二麻子


我們都知道不可以這樣認為,也不會以光速運動,但有些人即使知道不可以,但心裡卻無法接受這樣的結果,這與我們現實生活中計算速度疊加的方法太不一樣了!沒辦法,這就是絕對時空觀與相對時空觀的區別,而不幸的是我們一直生活在絕對時空觀的觀念裡,所以很難理解!

在我們的低速世界,計算相對速度很簡單,就是利用伽利略變換,V=V1+V2。但伽利略變換隻適用於低速世界,一旦達到亞光速,就必須用洛倫茲變換來計算,因為速度對時空的影響已經非常明顯了,不能忽略不計了,亞光速世界上速度疊加公式為:


以上公式表明,兩個物體無論速度多快,相對速度都不可能達到或超越光速,只能無限接近光速!

有人可能會提出這樣一個問題:如果一個物體(甲)以0.8倍光速飛行,另一個物體也以0.8倍光速反方向飛行,在我的眼裡兩個物體不就是超光速了嗎?

這是一種詭辯,實際上是對速度的相對性和參照系的選擇不理解完成的!速度,必須有一個參照系才有意義,而且不同的參照系之間的對比沒有意義!

甲和乙都以0.8倍光速飛行,這裡的0.8倍光速顯然是相對於你的速度,而你所得出的結論:甲和乙超光速飛行又是相對誰呢?參照系是誰呢?

肯定不是你,因為甲和乙相對你的速度是0.8倍光速,這是確定的!那麼只能是甲和乙相對對方的速度是超光速(假設你說的正確),但問題來了,甲和乙之間的相對速度究竟是不是超光速和你有一毛錢關係嗎?甲和乙相對,裡面就沒有你這個參照系,你來湊什麼熱鬧呢?

於是問題又回到上面的洛倫茲變換,甲和乙相對速度直接套用上面的公式就可以了!

所以,對於相對速度和相對論的不理解,很多是因為參照系的選擇出現了混亂,很多人在參照系的不斷變換中把自己繞進去了,最終把自己帶進溝裡無法自拔,但他們自己不知道,反而質疑相對論出錯了!


宇宙探索


答案是肯定的。

這個問題十分簡單,這個問題的速度與光速沒有半毛錢的關係,連小學生都能算出兩個物體以1/2C的速度相向而行,不論把哪個物體當作參照系,他們之間的速度都是光速。

只要做一個實驗就能證明,兩個物體都以10米/秒的速度相向而行,難道把其中一個物體當做參照物,另一個物體的速度不是20米/秒?如果兩個物體相距100米,難道他們還不能在5秒種內相遇?

當然如果兩個物體都以0.8C的速度相向而行,他們之間的相對速度肯定是1.6C,肯定遠超光速,這是毫無疑問的。

相對論就是繆論,相時論的時鐘變慢效應更是荒誕可笑。亞光速飛船和亞光速地球都是同等的,亞光速地球上的時間不變慢,亞光速飛船上的時間怎麼會變慢?誰都無法解釋!

愛因斯坦的徒子徒孫們拿著父母的血汗錢學了錯誤的知識,無法向自已的父母和社會交代,只好百般狡辯,硬說相對論是真理,普通人不可理解,只有他們那些神人才能理解!!!


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百分百是——因為是C,不可改。

宇宙不繫列七:光速不可改。

光速不可改,光速不二速。

導讀,上篇:相對不實對。相對論描述過去與現在的時空關係,核心——相對。

本篇:光速不存在直線加速度。

上:慣性不思辯,思辯不慣性。

一、光速不可變——光速不疊加。

光速不變原理,是狹義相對論的核心。太陽星星在旋轉,每一瞬間,總有一側靠近,另一側遠離我們,太陽星星發光,如果初始光速與光源運動速度疊加,那麼將是一側的光先到,另一側後到,兩側之間的介於之間到達,那麼,將看到橢圓型的太陽、長線條的星星;同理,地球自轉,上午,我們靠近太陽,陽光將到得快些,下午,我們遠離太陽,陽光將到得慢些,那麼將會發現太陽上午將比下午升得快。然而,看到的卻是:圓盤太陽,點狀星星。

均勻介質中測量光速無特殊方向差別。光速與光源運動、觀測者運動無關。

光速不變原理——光速不可疊加。

二、觀察不直接——光速不瞬達。

星星太陽,目前只能遙望。人造飛行器尚未飛出太陽系,我們只能用光——電磁波來觀察遠方宇宙星空。電磁波有傳播速度——光速不瞬達,看到的總己過去,距離意味著存在觀察時間差,觀察得越遠,越是過去,距離百億光年之外,我們只能看到百億年前的事件,如今怎樣,我們處在光錐之外,最快的光得百億年之後才能到達。

距離得用時間來跨越,光速是道坎。

觀察都不直接——光速延遲效應。

三、同時不同地,運動不同時。

思想實驗一:在火車上,車尾A點,中間O、C點,車頭B點,O光亮燈O1,AB看到燈亮,瞬間也亮燈A1B1,O看到A1B1燈亮,再亮燈O2。O看到,O1亮—

A1B1同時亮—O2亮。A看到,O1亮—A1亮—B1O2同時亮。B看到,O1亮—B1亮—A1O2同時亮。更糟糕的是,火車前進中,在站臺上與O1點對應的C點,看到的卻是,O1亮—A1亮—B1亮—O2亮。

ABOC四者,對同時性的認識均有不同。

運動中不同時——認識不能一致。

慣性思維自己佔理,仔細思辨不佔理。

下:成見不真理,真理不成見。

一、慣性系相同,速度不協變。

兩物體各以1/2光速相向運動,合速度是否光速?據題意,各1/2光速,指的是同一慣性系下的相對速度,其合速度直接相加,即為C。參照系始終相同,不需洛侖茲變換。承認2/3C+2/3C=4/3C,宇宙才能有超光速膨脹。

二、慣性系不同,觀察相協變。

O看相向運動AB,速度均以V=1/2C靠近,在A看來,O以-1/2C靠近,B是以VB=2V/(1+V²/C²)=4/5C靠近。慣性系不同,再用洛侖茲變換不遲。需要說明的是,在O看來,AB之間相對速度為C,之所以與A看B的結果不同,那是在A看來,O的鐘變慢了,TO=TA√(1-V²/C²),距離XO=(XA+VTA)/√(1-V²/C²),O的量距離的尺縮了,距離變長了,協變之後的結果,光速不變。在A看來,OB速度為4/5C-1/2C=3/10C,A計算O看到的OB速度為:(4/5-1/2)C/(1-(1/2)*(4/5))=1/2C,對頭。

三、距離不真實,時間不真切。

歐幾里得幾何,三維空間——歐式空間——ds²=dx²+dy²+dz²。閔可夫斯基將時間融合進空間,構建了四維時空——閔式時空——ds²=dx²+dy²+dz²+(iCt)²。過去與現在之間存在距離x=Ct,ds不變,將時間與空間聯接。對於慣性系之間,運動方向之dx1=x1+Vt1,代入閔式時空,可得洛侖茲變換及各種變換的物理意義。閔式空間基於光速不變,其結果是讓愛因斯坦發現鐘慢尺縮質增狹義相對論——讓科學界放棄絕對時空——時間、距離不真實真切——相對的。

四、光時不相異,等距時相同。

騎馬找馬——馬在跨下,愛因斯坦騎光追光,光速不變。將質量物質統統拿掉,只剩下光,在光光的世界裡,所有相對速度均為光速,光陰依舊,時間流逝再無相對差異。將質量物質統統靜止,去除了光,在靜靜的世界裡,所有相對速度均為零速,光陰依舊,時間流逝再無相對差異。時間,在無處不在的光之點看來,處處一樣,等速流逝。距離,在虛擬等距的第三者看來,兩端等時,同速同時。任意兩點空間之間,同一瞬間,同時同刻,與速度無關。與速度有關的是,你看我鐘慢,我看你鐘慢,慢得一模一樣。其實,跟隨自己的鐘最快——還到處都一樣快。真理無處不在,真理在身邊,自己的看到的,鐘慢、尺縮統統是成見,自己經歷的時間才是真實與宇宙同步的。相對論之所以相對,因為相對——非絕對——時間、距離。

五、光速不加速,光速不減速。

利用玻璃、水、空氣等透明物質,以及鏡子來觀察可見光的路徑,人們發現了光直線傳播、光的反射、折射、衍射、干涉、偏振、頻譜等等。可見光穿過不同均勻介質,僅在界面處產生折射現象,入射角與折射角的正弦值之比,與前後光的傳播速度比等同,與後前介質折射率之比等同,sinθ1/sinθ2=v1/v2=n2/n1=n21。光的傳播速度只發現在介質變化處突發改變,光穿越不同介質,一旦回到原來的介質中,光的傳播速度立馬恢復原值,與中間介質無關。常見的可見光穿越透明均勻介質過程中,從未發現光速有改變,介質的厚薄與光的傳播速度無關——

介質本身不改變光的傳播速度——介質對光不加速也不減速——光沒有加速度。

六、光速不等於——光傳播速度。

光,我們先認識可見光。我們普遍看到的光多數來源於光的散射,直射光時間看長了受不了。在不同介質中,光的傳播速度不同,在水中,約為空氣中的3/4,在玻璃中,約為空氣中的2/3,光之所以能穿越水、玻璃,在於水、玻璃不吸收光,科學地說,水、玻璃中的原子中的電子基本上不改變光,更科學地說,介質中電子與光產生光電效應,電子在光的作用下,不斷躍遷又回落,電子不斷吸收特定波長的光又釋放,其間光走累了,經常被留下休息了會,光的傳播速度總體上降低了——其實,光速——光的瞬時速度不未改變,改變的是總體傳播速度。光的波長與頻率乘積是常數C,科學界用波長或頻率來分辯光譜,波長大長了測不到的測頻率,頻率高了難分辯的測波長,無論在地球上,還是在衛星上,無需考慮參照系問題,任意參照系下,光速C,不可變。

真理相對性,成見總翻篇,拋棄成見更真理,

光速——光的瞬時速度不可變。

結論:光速不可改,光速不二速。

預告,宇宙不繫列八:光不走直線。


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牛頓理論

關於“速度”,我們都要先選定參考系,講清楚具體是以誰為觀測者,才能談具體的速度是多少。如果兩個物體都相向運動,那如果取它們當中任何一個物體為參考系,其實結果是一樣的,在牛頓的世界觀下,我們很容易直接把兩個速度進行加和。

舉個例子,如果有兩個人a和b,他們的速度遠小於光速,假設就都是10m/s吧。那這個時候,相對於a而言,這個b的速度就是20m/s。這就是初中物理,甚至可以認為是小學數學的路程問題。

那這裡有沒有問題呢?

實際上有,這裡是用到的牛頓的運動學理論,用的也是牛頓的世界觀。而這套理論只有在宏觀低速下才成立,速度越接近光速,誤差就會越來越大,所以,事實上速度不是這樣簡單疊加的。

雙方的速度都遠小於光速,因此可以忽略相對論效應,直接進行求和即可。但是不考慮相對論相應,並不是說沒有,只是如果帶入進去算,就會發現,用相對論得到的結果只在小數點後15位才有微小的不同。所以,我們說牛頓理論是相對論在宏觀低速下的近似解。

相對論

當物體的速度快到1/2的光速時,它已經不屬於宏觀低速尺度下的運動學問題,相對論效應會發生十分明顯,如果還用牛頓理論就會有問題。通過牛頓的理論,我們計算會得到這個速度是光速。

但這個時候,我們用相對論的速度公式,也就是下面這個公式:

把速度帶入求解,就會得到v=0.8c,也就是0.8倍的光速。這和牛頓理論得到的結果差了20%,這其實就是相對論效應造成的結果。

其實如果a和b的速度都達到0.9倍的光速,這時候,我們再帶進去算,就會發現,牛頓理論得到的是1.8倍光速,而相對論求解得到的是0.9944倍光速。這兩個理論求出來的結果相差了快一倍。所以,我們很容易下這樣的結論,越接近光速,相對論效應越明顯,此時牛頓力學的誤差就會越大。所以,當相向運動的兩個物體達到1/2光速時,不應該再用牛頓理論來求解,而是用相對論來求解。

光速真的是不可超越的麼?

而相對論是基於光速不變原理以及伽利略變換推導出來的,客觀地說,由於基礎假設就已經設定了光速不變原理,而且進一步推導可以得到物質、信息、能量是不能超光速的。因此,無論我們如何拿相對論進行求解,得到的結果都不可能超光速。所以,我們不免容易陷入循環論證。甚至有些人會提出難道光速真的是不可超越的麼?

實際上,光速是可以被超越的,宇宙空間的膨脹速度就是超光速的,光速不可被超越是指物質、信息、能量的傳遞。這是基於人類一直以來對於光學的探索得到,尤其是在19世紀末,20世紀初,一些學者通過各種辦法去測光的傳播介質:以太。結果他們得到實驗結論就是測不到,比如:邁克爾斯莫雷實驗。

原本以太就是假設出來的,如果測不到,只能說明並不存在。於是,愛因斯坦砍掉了以太,認為光不需要傳播介質,並提出相對論。

但是愛因斯坦相對論到底這麼做對不對,實際上是需要通過實驗來證明的。好在這個一百多年的理論經受住了考驗,我們不僅找不到超光速的信息傳遞,還有相對論的一個個結論和預言都被我們所證實,比如:黑洞、引力波。

相對論其實提供了證偽的辦法,那就是找到超光速傳遞信息的事件,由於它對於現實的擬合簡直太完美,因此再沒有發現超光速傳遞信息的事件之前,相對論都會是主流的物理學理論,沒人能夠撼動。


鍾銘聊科學


當然不可以了。在低速領域,人們常用伽利略速度合成公式即可,例如兩物體各自相對於地球以速度μ′和ν相向而行,為了簡化公式,這裡速度指的是速率,則它們的相對速度為μ=μ′+ν。但在高速領域,只能用洛倫茲變換下的速度合成公式:



其中C為光速,當μ′=C/2,ν=C/2時,代入上式得,μ=(4/5)C也就是說它們的相對速度是小於光速的。

這個結論也符合光速不變原理,所謂光速不變原理是指光在真空中的傳播速度相對於任何參考系來說是不變的,與光源和觀察者的狀態無關。光對於任何參考系都是光速,換句話說,誰也超不過光速。除非像光一樣沒有靜質量,否則任何靜質量不為0的物體相對於任何參考系的速度永遠不可能達到光速,這其中包括相對於一半光速運動的參考系。

由光速不變原理推導出來的狹義相對論的一些結論也體現出了光速的不可超越。比如說質量效應公式
其中m為物體質量,m0為物體的靜質量,V為物體運動速度,C為光速。當V→C時,分母根式→0,當m0≠0時,m→+∞,物體運動速度如果趨向光速,質量將變的無窮大,為了推動這個物體,需要無窮大的能量,而這是不可能的,因而阻止著物體運動超光速。


物原愛牛毛1


看來沒人回答得完整。這個問題的關鍵是你站在哪裡觀察!你說有兩個物體,而且你看到兩個物體了,這裡就必須有第三位置去觀察兩個物體。所以有三個觀察位置:兩個物體和第三位置。如果你站在兩個物體其中之一,那麼你會認為自己不動,而觀察到另一個物體向你接近,接近速度是小於光速,計算公式是(u+v)/(1-uv/c²)。如果你是站在第三位置觀察這兩個物體,而同時這兩個物體相對於你的速度都是0.5c且方向相反(這更符合你的題意),所以按你的觀測結果是兩個物體相對速度是1c。說到這裡有人會反駁,如果兩個物體各自0.8c相對而行,豈不超過光速?是的,在第三位置觀測的確是1.6c,但這無礙於“不能超光速信息傳遞”這個的假設,因為你站在第三位置,並不能為兩個物體提供超光速信息傳遞。而那兩個物體之間呢?我剛才討論過了,如果你站在其中一個物體觀察另一個物體,那個速度是小於光速的,所以兩個物體之間也不能實現超光速信息傳遞。

注意了,不是不允許超光速現象,是不允許超光速信息傳遞現象。


河玉先生


說到速度就需要提到參考系,沒有絕對的速度,但是可以通過w=u+v這樣的相對速度公式去計算,這樣的公式即使到現在也依然適用,但是有一個前提條件,那就是低速世界,這樣誤差才可以忽略不計,但進入到高速世界這樣的公式就不適應了。我們需要用洛倫茲變換對速度合成公式進行修正如下


實際上愛因斯坦提出相對論後對經典物理學的大多數公式都進行了修正,在低速世界也就是我們的日常生活中牛頓理論全部都是適用的。但是當我們進入高速世界,大多數的公式都不能拿過來就用,誤差大到不可忽略的程度。

如果通過這個公式進行計算,當兩個物體相對以二分之一光速進行運動,u=v=1/2c,最終計算的結果是w=0.8c。同樣的道理如果有兩艘飛船相向以0.9c進行運動,那麼最終計算的結果如此:

所以說通過這個公式進行計算,無論速度的多大最終合成的速度是無限接近於光速,但是永遠都達不到光速。除非這相對運動的是兩個光子,那麼最終的相對速度依然為光速。而其他物體因為有靜止質量,是無法達到光速的。

愛因斯坦在光速不變的前提下提出相對論,認為信息的傳遞速度不可以超過光速,有靜止質量的物體達不到光速,從愛因斯坦提出這個理論開始就有很多的人在試圖找出超光速的例子,但目前為止都沒有成功。可以超光速的只有宇宙的膨脹速度,但是宇宙膨脹的是空間。除此之外量子糾纏的速度也是超光速的,但是並不能傳遞信息。


科學黑洞


可以認為這兩個物體在以光速接近。事實上,物體在加速運動的過程中質量會增加,會吸收周圍的波子。

什麼是波子?波子是波動哲學研究的最小粒子,所有物體都是由波子組成的。物體的質量是物體所包含的波子的數量。所有的波子在幾何形狀相同的情況下性質相同。光、信息、作用力通過每一波子的時間相等。所以,光速與光源的運動無關,只與波子的直徑成正比。波子的直徑越大,加速度越大,自由度也就越大。所以,物體之間充滿了連續存在的自由波子。在真空中,波子的直徑最大,自由度最大,密度最小,光速最快,單位空間物質最少。所以,物體低速運動感覺不到自由波子的阻力。


波動哲學普進峰


認為是可以認為的,但是對於穿越實空而言,可以叫然而並沒有什麼卵用。

我們無論以哪一個物體為參照物來看,都可以認為這個物體相對速度達到了光速。但穿越實空要的是穿越絕對速度。

我們無厘頭一點。把兩個物體換一換。

直接想象成兩架在跑道上的飛機。它們就要對著飛,起飛速度必須達到光速才能起飛。那麼當兩架飛機都是一半光速的時候,相對速度的確達到了光速,但絕對速度仍然沒有達到起飛條件。

現實當中很多事情也是一樣。量變到質變。沒有達到這個度。那就不能完成質的變化。


九門提督坎震離


看洛倫茲變換就好了。低速可以近似作相對速度,接近光速就是另一回事。


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