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為什麼光速是宇宙中的速度上限?目前的物理學理論無法給出科學解釋?

光速是宇宙中的極限速度,而這個速度是指信息和能量的傳播速度。至於光速為什麼最快,並且光速相對於浩瀚宇宙顯得很慢,目前的物理學理論無法給出科學解釋。

光速最快是人類通過實驗以及理論推導出來的,這就是一種事實,我們無法解釋為什麼。這就如同問「為什麼電子的質量是9.11×10^-31千克?」,因為這只是一個被我們觀測到的事實。

如果從人擇原理來看,因為光速是宇宙中的速度上限,以及電子的質量剛好是這麼大,這個宇宙才會存在,生命才會在地球上演化出來,而人類才會問出這樣的問題。如果不是這樣,物理學規則將會變得完全不同,那麼,宇宙就有可能根本不會存在,地球生命就不會存在,所以也就沒有這樣的問題。

雖然相對論把信息和能量的傳播速度限制於光速之下,並且宇宙又這麼大,但這並不意味著我們無法實現星際甚至是星系際旅行。光速相對於任何參照系保持不變,這樣的特殊性質會引發十分奇特的時間膨脹效應。利用鐘慢原理,人類完全可以在有生之年飛過遙遠的距離,實現星際之旅。此外,廣義相對論預言的蟲洞也能使遠距離的星際旅行成為可能。

每當討論相對論的問題之時,首先需要明確時間和空間是相對於哪個參照系來說,因為相對論指的就是不同參照系對於時間和空間有不同的認識。另外還需強調一點的是,諸如飛船這樣靜質量不為零的物體不能以光速運動,其速度只可能無限趨於光速。

如果對於地球系的時間來說,飛船以接近光速的速度飛行一天再回來,那麼,地球上將會經歷一天的時間,並沒有什麼特別的。但對於飛船系來說,這趟旅程的時間不到一天,這就是狹義相對論的鐘慢效應。並且飛船的速度越快,飛船系所經歷的時間越短。而當飛船的速度無限接近於光速之時,飛船系所經歷的時間將會無限接近於零,對於飛船來說幾乎是瞬間完成這趟旅行。

如果對於飛船系的時間來說,飛船以接近光速的速度飛行一天再回來,那麼,地球將有可能早已是滄海桑田。這是因為如果飛船的速度足夠接近光速,鐘慢效應就會變得極為顯著,飛船系的一天時間可以抵上地球系的很長時間,可以是上萬年,或者是上億年。

ps :未經同意不得轉載(圖片來源網路)


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