光速的限制，宇宙中一個可怕的事實，為什麼光速不可超越？

假如你拿着一隻手電筒光速飛行 那麼你猜手電筒發出的光 速度會不會是光速的兩倍呢 昨天我們聊了關於光子的一些 和認知相悖的科學發現 其實關於光的有趣 不光如此 看看今天能不能再次打破你的傳統認知 一句話形容這個量子領域 它就像三維發現了四維 就像紙片人發現了厚度 今天咱們來聊聊光的速度悖論 初中的老師說過 這個光速是宇宙最快 它以恆定的速度傳播 可是老師沒有告訴他 這個光既然它無視參考系 永遠保持同一速度 30萬公里每秒 這個是爲什麼 那我們上學的時候都學過 速度是相對的 古人都知道 順風而呼 生飛夾擊而穩者彰 可見想要說清楚一個東西到底有多快 那得首先找個參照物 可光全然不管這個規則 說個極端的例子 假如一個手電筒它光速飛行 那這個時候你再打開手電 請問這束光它應該是光速 還是加上了手電筒 自身的速度變成了雙倍光速 答案是 無論你站在什麼上面 哪怕站在火箭上面 這束光都只能是光速 你非要問個爲啥的話 那咱想想弄清楚 光速到底是怎麼發現的 又是怎麼知道的這個特性 歷史上第一個對光速感興趣 並正式提出來的是亞里士多德 他說 嗯 據我觀測 光不能用速度形容 它是順時的 於是呢 這個說法被後人沿用了1500年 沒辦法 就算有人能發現 這個太陽繞地球轉的 就算有人能翹起來地球 但是光速這個東西 你沒法測量 借狹義相對論來說 對光而言 你是個靜止的 一個靜止的 要怎麼去測量一個運動的呢 直到伽利略 這個傢伙是個大牛 他就不信說我測不出光速了 他找倆幫手 倆人分別拿倆大紅燈籠 用布給包住 說 去 你站到這個山頭上 你站到這邊這個山頭上 你看見它的燈籠亮了 就立馬把你的布也揭掉 伽利略 自己就站在兩個山頭的中間 掐這個時間差 但是呢 一英里對光算什麼呀 人一秒繞地球能跑七圈 所以呢 伽利略的腦袋還沒來得及開啓呢 實驗就已經結束了 直到1670年 一個丹麥的天文學家 研究木星和木衛一的軌跡的時候 他發現了一個奇怪的現象 他通過兩年的觀察和記錄 發現 木衛一的這個公轉週期 它是1.77天 但是有一陣子 這個木衛一出現的時間 好像總晚了那麼幾分鐘 這就像你上班遲到幾分鐘一樣 很容易發現了 經過分析他發現 這個時候呢 是地球和木衛呢 分別處於太陽的兩側 也就是達到了觀測距離最大的時候 每次這個時候 木衛一出來的時間 總是遲到的最多 就好比呢 月亮本來今天應該6點出來的 結果你觀察 它發現6點10分纔出來 通過這一意象 它結合這個行星軌道 很快就明白了 這個應該是光的傳播速度引起的 並不是說木衛一真的就出來遲了 而是我觀測 這個距離拉長了 那我自己看到的這個影像的時間 實際是延後了幾分鐘 所以呢 他根據估算的這個行星距離 第一次測算出來了光速 大約是20萬公里每秒 隨後呢 這個算法呢 引起了天文學家 詹姆斯·巴拉德利的注意 以前 那時我不知道 這光還是有速度的 而且還能讓這麼測出來 既然能測 那我怎麼也得測得比你準確 畢竟這後半輩子能不能天天喫上雞腿 就看這事了 於是呢 詹姆斯找了一個很遠很遠的恆星 用新式法算出來的光速 大約是30萬公里每秒左右 和前者算出的那個20萬公里每秒 差異巨大 這越往後 越多人就想算出來一個精確的數值 但最後一個精確算出光速的 卻不是爲了算光速而做的實驗 1887年 麥克爾遜和瑪利受聲音傳播 需要介質的這種啓發 他也想證明說這個光傳播 它肯定也需要介質 而且這個介質叫以太 結果呢 倆人不僅沒能證明說這個以太它存在 還發現光根本就不需要介質 沒想到呢 因爲這個誤打誤撞 當年倆人把這諾貝爾獎就給領回家了 所以有時候你發現 這諾貝爾獎也不知道咋就獲得了 但是呢 他們在證明介質的過程中 精算出了光的速度爲 299,910公里每秒 再後來呢 麥克斯韋用純數學的方式 計算出這個電磁波的速度 這個結果竟然和光速相同 所以呢 他又得出結論說 光應該就是一種電磁波 那麼呢 它的速度爲啥肯定不變呢 而且無視參考性 今天科學家給出的結論是 孩子 沒事 別瞎想 這就是光的固有屬性 沒啥爲啥 記住就行了 這個叫自然法則 於是呢 愛因斯坦在這個基礎上呢 延展出了狹義相對論的很多的預測 直到今天呢 科學家其實還在驗證他這些預測 你比如說 質量可以隨着速度的增大而增大 而且呢 增大的這個曲線還有個意思 在速度達到光速的90%以前呢 質量不會增大的太多 但一旦速度進入到了光速的90% 那質量就開始指數級別層層的往上增 值得注意的是 今天的很多人都拿這個E等MC的平方 來解釋萬物不能超過光速 他們說呢 等號右邊的速度接近光速的時候呢 質量就變成了無限大了 那得出的左邊的能量也就成了無限大 這怎麼可能呢 這就算滅霸打個響指 那也是有限的能量 宇宙怎麼就會出現無限能量了 所以呢 任何東西都不能有無限質量 也就倒推出來 任何物體絕不能超越光速 但實際上呢 人愛因斯坦當年推導這個公式的時候 是先把光速不能超越作爲一個假定條件了 然後才推出的這個智能方程 所以呢 今天實際上到底能不能超越光速 嚴格來說是一個不確定的存在 就比如說這兩年就有人提出 你看夜晚的星空 它爲什麼就是漆黑的 你想既然宇宙是無限大 那麼我們理論上從任意角度看天空的話 應該它是佈滿恆星的 怎麼會有黑色的那麼多空隙呢 甚至有時候你看黑到伸手不見五指 最終呢 這個天黑悖論得出來一個宇宙的膨脹速度了 超越光速的這樣一個奇怪結論 他們認爲呢 那些離得太遠的星光 它無法到達地球的視野了 所以呢 人類永遠就再也看不到那些星光了 順便這也就解釋了 外星人爲啥不來地球 因爲外星人他家離咱們的距離 也在超光速的膨脹 他要是來了就回不去了 所以人家不來了