如果兩個(gè)物體以光速向相反的方向跑,相對來(lái)說(shuō)是不是超光速?

韓平 7年前 (2018-09-28)

這就是一個(gè)1+1=2的問(wèn)題,因為問(wèn)題的主體是人,參考系是人,就這么簡(jiǎn)單。

必須是超光速。

假設在兩個(gè)光子上套一個(gè)鈴鐺,那么就是有a,b兩個(gè)鈴鐺,a鈴鐺向左以光速前進(jìn),b鈴鐺以光速向右前進(jìn),問(wèn)題就是想知道相對其中一個(gè)來(lái)說(shuō),另外一個(gè)的速度是多少,那么在我眼里或者在你眼里,a相對于b來(lái)說(shuō)就是2倍光速,怎么看都是2倍光速!

如果兩個(gè)物體以光速向相反的方向跑,相對來(lái)說(shuō)是不是超光速?

先詳細說(shuō)一下邁克爾孫-莫雷實(shí)驗。

當時(shí)認為光的傳播介質(zhì)是“以太”,由此產(chǎn)生了一個(gè)新的問(wèn)題:地球以每秒30公里的速度繞太陽(yáng)運動(dòng),就必須會(huì )遇到每秒30公里的“以太風(fēng)”迎面吹來(lái),同時(shí),它也必須對光的傳播產(chǎn)生影響。這個(gè)問(wèn)題的產(chǎn)生,引起人們去探討“以太風(fēng)”存在與否。結果實(shí)驗表明地球的移動(dòng)對光速并沒(méi)有影響,即光在地面上沿任何方向傳播的速度都相同,也就是說(shuō)光速不管在哪都是3*10^8m/s。

如果兩個(gè)物體以光速向相反的方向跑,相對來(lái)說(shuō)是不是超光速?

洛倫茲變換是洛倫茲在麥莫實(shí)驗得不到期待的結果后,試圖解釋原因時(shí)作的一個(gè)推導。然后就有了這樣一個(gè)方程:

如果兩個(gè)物體以光速向相反的方向跑,相對來(lái)說(shuō)是不是超光速?

這個(gè)方程說(shuō)明,a光子向左跑,b即使跟他偏1度,他倆相對速度還是光速?開(kāi)什么玩笑。

當然在洛侖茲的參考系里,是沒(méi)有錯的。為啥?關(guān)鍵點(diǎn)就出在參考系這個(gè)地方。

通常來(lái)說(shuō),一件事在一個(gè)參考系中有四個(gè)坐標,所以參考系之間的變換,就是一組包含四個(gè)方程的四元方程組。它可以有無(wú)數個(gè)參考系,比如靜止在地面某處的,比如靜止在開(kāi)動(dòng)著(zhù)的火車(chē)上或者火箭上某處的。但必須假定所有這些參考系的尺子和手表都是同款同型號,且都完全一樣。

當一件事發(fā)生了,一個(gè)參考系就會(huì )給這個(gè)事情“定位”,包括空間位置和時(shí)間位置。不同參考系的定位值一般都各不相同,比如兩個(gè)不同原點(diǎn)的參考系,對同一件事的空間位置定位肯定不同。給定任意連個(gè)參考系,就確定了唯一的變換關(guān)系,而它們倆對同一件事的定位值(坐標值),不同的坐標反映的是同一件事。洛倫茲變換就是以相對論時(shí)空為基礎的參考系之間的坐標變換。下圖是洛侖茲的推理圖,細節可以參見(jiàn)詞條,我只說(shuō)精髓。

如果兩個(gè)物體以光速向相反的方向跑,相對來(lái)說(shuō)是不是超光速?

洛侖茲正是以光速不變的先決條件推出來(lái)的固定型號的時(shí)空參考系,大家都能用,在這里光速不管在哪都是3*10^8m/s,你在隨便一個(gè)固定的參考系里光速多么大,你換到這個(gè)時(shí)空參考系里光速還是光速,把兩個(gè)數代進(jìn)去然后跟我說(shuō)他倆相對速度還是光速,唬誰(shuí)呢?

且問(wèn)考慮事情的主體是什么,是我們,在我們的時(shí)間里,卻用了光的時(shí)間(很遺憾在光的眼里確實(shí)是時(shí)間過(guò)的快),也就是說(shuō)光的時(shí)間肯定跟我們的時(shí)間不同,說(shuō)來(lái)說(shuō)去都偷偷的給換了個(gè)時(shí)空參考系,要真是這么說(shuō),我選什么參考系a、b就有什么速度,我想讓他有啥速度我就選啥參考系了。

最后說(shuō)白了,這個(gè)問(wèn)題不牽扯邁克爾孫-莫雷實(shí)驗、也不牽扯洛倫茲變換、更不牽扯什么時(shí)空參考系,就是一個(gè)1+1=2的問(wèn)題,因為問(wèn)題的主體是人,參考系是人,就這么簡(jiǎn)單。

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