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深層解讀:宇宙為何存在「光速限制」?不限制不行嗎?
2023/05/19

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我們都知道,宇宙中存在「光速限制」,最大速度為光速。那麼宇宙為什麼要限制光速,不限制不行嗎?

確實不行,因為光速與四維時空息息相關,是四維時空的固有屬性。光速與時間和空間,也就是「時空」結構密不可分。說白了,限制光速的其實就是四維時空,也就是時間和空間。

簡單講, 速度可以讓時間變慢,而光速會讓時間停止。如果超過光速,時間就會倒退,這是大自然所不允許的。

要理解光速和時間的這種關系,我們需要了解非常重要的一點:我們所在的四維時空是相對的,速度會影響時間的流逝,嚴格來講,地球上的每個人對時間的感受都是不一樣的。

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當然,除了速度之外,引力同樣會影響時間,這里就不展開討論了,只討論速度對時間的影響。

舉個例子:你乘坐一艘飛船飛向一光年外的星球,飛船的速度無限接近光速。你所在的時空與外部觀察者的時空就會完全不同,你們所在的時空都是獨立的,事實上每個人的時空都是獨立的,只是只有速度非常接近光速才能感受到這種獨立性。

于是,在觀察者眼里,你需要飛行一年才能到達目的地。但是對于你來講,根本不用一年,只需要幾分鐘甚至幾秒鐘就能到達一光年外的星球,只要你速度足夠接近光速,可以瞬間到達。

而在牛頓經典力學體系下,時空絕對的,任何人對時間的感受都是一樣的。但是愛因斯坦的狹義相對論告訴我們,絕對時空觀是錯的。

為什麼我們不能感受到時空的相對性呢?原因很簡單,因為我們生活中經歷的速度與光速相比太慢了,速度對時間的影響微乎其微,可以忽略不計。

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所以直覺就會告訴我們:每個人的時間都是一樣的。

對于上面的例子,可能你會有這樣的疑問:

一光年的距離,不就是光飛行一年的距離嗎?怎麼可能瞬間就到達一光年外的星球呢?

所謂的「一年」,只是地球上的我們眼里的一年,是以地球為參照系算出來的一年。

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