光速并非光的专利,它是宇宙的极限速度,速度为什么有极限?
光速为每秒299792458米 , 但能够达到这个速度的并不仅有光 , 任何不具有静止质量的物质都能够并只能够以这个速度移动 , 比如引力波和电磁波 。
而具有静止质量的物体 , 无论它的质量多么微小 , 也无法达到光速 , 即便是静止质量只有9.109X10∧-31千克的电子也是一样 。科学家们曾经在国际大型正负电子对撞机中将电子加速到了每秒299792457.9964米 , 可就是差了这么0.0036米而达到不了光速 , 这是为什么呢?如果从爱因斯坦所给出的狭义相对论入手 , 我们很容易得到这个问题的答案 , 当有质量的物体开始运动的时候会产生一个“惯性质量” , 而这个惯性质量与我们所熟悉的“引力质量”是等效的 , 随着物体运动速度的提升 , 物体的惯性质量也会随之提升 , 从数学角度来讲 , 当物体的运动速度达到了光速 , 物体的惯性质量也就达到了“无穷大” , 而这无穷大的惯性质量也就等于无穷大的引力质量 。
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没有什么能够承载得了一个“无穷大质量”的物质 , 即便是整个宇宙也不行 。
更为关键的一点是 , 如何才能够驱动一个拥有无穷大质量的物体呢?当然是需要“无穷大的能量” , 宇宙很大 , 宇宙中所蕴含的总能量也很大 , 但无论如何 , 宇宙中也不可能拥有无穷大的能量 , 所以自然也不可能驱动一个拥有无穷大质量的物质 。通过狭义相对论和质量方程 , 我们可以非常清楚地了解有质量的物体无法达到光速的原因 , 但这个原因是“算”出来的 , 更多的意义停留于数学层面 , 而在现实世界中 , 我们却仍然觉得“达到光速”、甚至“超越光速”是有可能做到的 , 毕竟我们与光速已经如此接近 。
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的确 , 电子在国际大型正负电子对撞机中已经被加速到了每秒299792457.9964米 , 是不是有可能再快一点呢?
是否能够让电子运动得更快 , 本质上只涉及到一个问题 , 那就是能量 , 要提高一个物体的运动速度 , 就需要为其输入更多的能量 , 那么我们能不能再给对撞机加一把力 , 让它转得更快一些呢?以人类目前的能力可能是无法做到了 , 但人类无法做到 , 并不等于宇宙无法做到 。
对撞机对于人类而言 , 是一个庞大的设备 , 但对于宇宙而言却十分渺小 , 不要说一部小小的对撞机 , 即便是整个地球、整个太阳系、乃至整个银河系 , 都不过是茫茫宇宙之中的沧海一粟 , 在宇宙中存在着很多强大的天体 , 这些天体无时不刻在进行着剧烈的天体活动 , 而这些活动所释放的能量与对撞机完全不在一个级别上 。
【光速并非光的专利,它是宇宙的极限速度,速度为什么有极限?】
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宇宙中有哪些剧烈的天体活动?恒星氦闪、超新星爆发、中子星碰撞 , 这些都是常见的剧烈天体活动 , 在宇宙之中 , 这些天体活动每时每刻都在发生着 。
而要说宇宙中最为强大的天体 , 当然要属黑洞了 , 而黑洞活动所释放的能量更是其它天体活动所不能比拟的 。黑洞拥有极为强大的引力 , 这股引力会致使周围的物质坠入其中 , 当大量物质坠入黑洞的时候 , 黑洞会喷射出火焰般的喷流 , 这股喷流定向、狭长 , 且速度极高 , 所以又被称之为“宇宙火柱” 。那么黑洞喷流的能量到底有多强呢?一般认为极限的黑洞喷流 , 能量可以达到10∧19ev , ev表示“电子伏特” , 是能量单位 。那么10∧19ev有多大呢?来和国际大型正负电子对撞机比一下吧 , 对撞机的能量约为10∧9ev , 可见完全不在一个级别上 。
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