03.07 两艘飞船以光速相对飞去,坐在飞船上边的人看另一艘飞船是不是超光速飞行了?

油菜花很美


应该说就目前的技术,人类的飞船是不可能以光速飞行的。因此,只能是假设。也就是说,假设两艘飞船以光速相对飞去的情况下来讨论问题。

一.假设的情况下能否成立?

按照经典运动学理论,两辆火车都以100公里/每小时的速度相像而行,那么在两辆火车相遇的时候,其速度应该是200公里/每小时。

同样,两艘飞船以光速相对飞去,其速度应该是两倍的光速。

这都是在第三者角度去看问题的,那么坐在飞船上的人看另一艘飞船,由于光速太快,他是看不到整个过程的。甚至,一闪的概念都没有。为什么会这样呢?原因很简单,我们的大脑不可能“看到”这个过程,也只能是理论上的计算而已。

二.另一艘飞船是不是超光速飞行?

另一艘飞船实质上一直以光速来飞行,而不是超光速来飞行的。两艘飞船都是以光速来飞行的。之所以认为另一艘飞船一超光速飞行,那是概念上的错位。这样的问题,在浩瀚的宇宙中是不存在的。

三.远离我们的天体是不是以超光速飞行?

有人说宇宙诞生于138亿年前,我们能看到400亿光年甚至更远,是不是远离我们的天体以超光速飞行呢?

这样的问题好多小伙伴也同样提了出来,并且认为爱因斯坦的相对论是解释不了的。

这种观点本身就存在问题。我们知道,宇宙的红移现象的确存在。但这并不能说明红移的天体正在以超光速移动。其实,爱因斯坦的相对论对这种现象已经做出了“解释”,那就是宇宙在膨胀。膨胀的速度足以达到光速,因此,我们能看到400亿光年,甚至更远的距离。而天体运行的速度从来没有超过光速,而是宇宙膨胀的速度达到甚至接近光速,这就是相对论的魅力所在。

总结:按照相对论光速不变原理,任何物体都不可能超过光速,但可以接近光速。从一艘飞船看另一艘飞船,假设都以光速飞行,也不可能存在超光速现象。因为各自最大限度都在以光速飞行而已。


任哥论道


如果两艘飞船以光速相对飞行,坐在飞船上的人是看不到另外一艘飞船的。根据爱因斯坦的相对论,当一个人乘坐一艘飞船接近光速行驶时,他会发现时间变慢,且越接近光速时间越慢,直到接近光速,时间完全停止。时间停止了,就如同看电影摁下了暂停键,不会再感觉到事物的连续性变化(时间概念),更不会感觉到其他事物的速度。时间的停止,造成整个时空停止。这个时候不会看到另外一艘飞船。那么两艘飞船的相对速度是多少呢?根据根据洛仑兹相对对速度公式:v=(C+C)/(1+C*C/c^2),答案正是光速C。

从宏观理想条件下来说,当飞船以光速飞行时,飞船头部的反射的光线是无法逃逸出飞船头部表面的(因为速度相等,光速是绝对速度,不以参考系而改变)。人类观察某物体却需要从该物体反射的光线射入人的视网膜。所以,还是观测不到,直到相撞。

所以,两艘飞船以光速相对行驶,一艘飞船上的人无法观测到另外一艘飞船,两艘飞船相对速度为C。


神州上卿


光速不变理论,真是个迷。我觉得两艘飞船很大的概率是已经不存在了。

我们得出这些结论是在现有认知下,基于我们熟悉的三维空间,有我们的感觉是超过光速了吗?我觉得至少宇宙大爆炸理论的奇点爆发时空间的扩张在三维空间层面是超过了光速的。还有就是宇宙膨胀理论,宇宙膨胀还是超过了光速的,因为我们视界外的宇宙我们无缘目睹它的光了。

各种科幻动画,小说电影里那种空间跳跃,速度其实也是不超过光速的嘛。

我们就假设两艘飞船在光速还可以保持原状,他们各自就看不到了因为眼睛接收不到返回的光了,成不了像。 我们站在他们外面的太空看他们,他们都已光速像各自的方向飞行而已,就是光速。

像不像这个图,虽然不是飞船


宜宾劳动者


强调一下,题目本身就是假设的,假设飞船到光速,假设可以测量超过光速甚至可以测量两倍光速。

按照一般想法,认为这个船上的人看另一艘飞船就应该是两倍光速飞来吧。

但是,根据相对论理论 ,坐在一个飞船上的人不会看到另一艘飞船以超光速飞行。他测到的另一艘飞船到速度仍然是光速 c 。

这好像很难理解,我们小学和中学的数学和物理中都学过的速度叠加原理为什么不管用了呢?

这是因为,我们平时分析物体运动用的速度叠加原理,专业名词叫作 “伽利略变换”,即v’=v+u ,适合分析低速运动,例如人,车,飞机,甚至火箭。

但是,分析高速运动的时候要用洛伦兹变换。

这里两艘飞船的速度是光速c,毫无疑问是算高速。

洛伦兹变换公式,见本文尾部

结合题目问题,将两艘飞船的速度值c代入进去洛伦兹变换,得到v’= c ,即,这个船上的人测量到的另一艘飞船飞来的速度还是光速 c 。

问题是,

为什么分析低速运动的时候,可以用伽利略变换,速度可以简单叠加?

为什么分析高速运动的时候,要用洛伦兹变换,而且洛伦兹变换的结果显得那样不符合常理?

其实,洛伦兹变换公式 才是一个统一的公式。对低速和高速运动的分析都适应。

在洛伦兹变换公式中,分母中的 vu/c2 项,在低速时近似为零,被舍去,这时洛伦兹变换就变成了 伽利略变换v’=v+u。所以,伽利略变换实际只是洛伦兹变换在低速应用的的近似简化形式,它结果是有误差的,只是误差很小很小。

在分析高速运动时,vu/c2 项就变得不可忽视,例如,在光速时,vu/c2 = 1,得出v’= c 。如果简单地忽略vu/c2,则会得出错误的 v’=2c 。

结论相差巨大吧?

所以,本题的答案就是,不可能超光速。

尽管还是不好理解,又涉及到时间问题了。以后有机会继续讨论。



生活三棱镜


问题本身就是错的。

按照现在的理论,任何飞船的速度都不可能达到光速。实际上任何具有非零静止质量的物体,其速度都不能达到光速。无论你采用任何加速方法,都不能达到。之所以这样,是因为随着速度增加,这个物体的“运动质量”也会增加,使其加速所需的能量也趋向无穷大。

既然没有飞船和人能达到光速,那么问题中所描述的场景也就不存在。问题自然也就不成立了。

如果略微变通一下,飞船的速度不是光速,而是非常非常接近光速,比方说是0.99c,这里c是光速。按照狭义相对论公式,两艘飞船相对飞行的速度为0.999949c。这个速度与光速相差不到光速的万分之一,它更接近于光速了,但仍然比光速小。

之所以出现这样的结果,是因为以飞船的视觉来看,两艘飞船的距离缩短了。

如果从地面上静止的观察者视觉来看,两艘飞船的相对速度则是两个速度直接相加,也就是接近二倍速。但这个“超光速”没有啥意义……


北风中的石头


目前的物理还不能支持光速飞船,抛开这个不说,我打个比方我们开车以100公里每小时行驶,如果对方车辆也是以100公里行驶,我们能看到对方是以两百公里行驶吗?答案不能,因为我们看对方的时候我们所在的地方就参照为静止,所看到的速度就是对方行驶过来的速度。如果这样你还不理解的话,你晚上看星星的光白天看飞机的速度,它们该是多少还是多少,这里有必要记得一点地球也是在不断的运动中!


沧海无言00


人的眼睛应该看不到超光速物体吧。



feifuman


如果是说飞船上的人看去的话,是感觉不到对方的飞行速度的,因为在看到对方的时候,对方已经确实出现在了他的面前。飞船速度是光速,也就是说观测者不可能站在未来光锥观察对面的飞船,飞船的影像和飞船本体会同时到达,所以无法进行相对的观测,飞船是瞬间出现,而后又瞬间消失的。


榻榻米的榻榻


借参照物测出的速度不是速度本身,就如同借参照物测出的时间不是真实的时间,所以爱因斯坦说:“时间只是人类的幻觉”。因为几乎所有人都把虚假的时间当成真实,而真实的时间、速度只出现在物我两忘的境界里。


心物辩证


光速是一种极限,超过这个极限后,运动的形态将会发生一种不为人知的改变,已经不能用现有的理论进行描述和解释,套用一句话,叫做不可说,一说便错。两艘飞船以光速相对而行,相对于一艘飞船而言,另一艘飞船速度为两倍光速,但仍属于光速,而不是超光速,因为没有打破光速这个极限,它的运动形态没有改变。


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