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爱因斯坦说光速最快,那我在一个以光速飞行的飞船上跑步,相对来说,我比光速快吗?

  这个问题在大学物理上就会讲的。
  假如说飞船接近了光速(爱因斯坦假设光是最快的,也就是说飞船是达不到c的),又假设飞船周围又很多恒星在发光,那么按照牛顿的世界观,是不是迎面射来的光和飞船相对速度是2c,而后面的光子和飞船相对速度是无限接近0呢,不是的!
  此时,你在飞船参照系上观察,你会发现,光的轨迹发生了变化,你后面的恒星发生了移动,逐渐向你前进的方向移动,飞船越接近c,你前方的恒星越密集,仿佛时空发生了扭曲,而且,你看到的光子的速度依然是c。
  这就是光行差效应!
  这是光源不动的现象,同理,还有光源动观察者不动的情况下会出现"前灯效应"。简单说一下,就是点光源(实际是不存在的)相对你静止时(比如你头上的台灯),光子以球状向外辐射,现在光源加速,这时,光源不再以球状向外辐射,而是以一个圆锥向前辐射光子圆锥的顶大小与光源的速度有关。
  这时你站在地面上看,光子速度依然是c哦。光行差效应和这个差不多,换个参考系,光反过来就行
  总之,相对论假设1光速是最快的,2光在任何参照系里都是c。为了满足这个假设,时空也会"扭曲"。
  怎么样,理解不了吧,哈哈哈我也理解不了,这就是相对论…
  如果有人在光速飞船上跑步,那他的速度会超过光速吗?这是否打破了爱因斯坦所说的光速最快理论?
  类似这样的问题还有很多,人们无非就是想找出超光速的反例,以此来推翻爱因斯坦的相对论。但事与愿违,超光速反例都是无法成立的,爱因斯坦的相对论始终有效。对爱因斯坦的理论没有理解爱因斯坦对于光速的描述。
  首先,速度是一种相对的概念。相对于飞船而言,飞船上跑步者的速度肯定不会超光速,而只是跑步的速度。但即便相对于地面而言,跑步者的速度也不会超光速,而是还为光速。那么,为什么跑步者的速度不受跑步速度加上光速呢?而是还会等于光速这样奇怪的结果呢?
  事实上,我们在生活中所使用的速度叠加方法只是相对论的近似,在速度远低于光速的情况下可以使用,但无法在接近光速或者达到光速之时使用。在亚光速和光速的情况下,相对论给出的速度叠加公式如下:
  可以看到,上述公式比我们所熟知的公式多出了一个1/(1+uv/c^2)因子。在速度远低于光速之时,uv/c^2趋向于0,该因子趋向于1,所以速度叠加公式就变成了我们熟悉的形式:w≈u+v。
  举个例子,如果飞船相对于地面的速度为100米/秒,飞船上的人以10米/秒的速度奔跑,那么,飞船上的人相对于地面的速度为110米/秒。用狭义相对论算出的结果约为109.999999999998776米/秒,这只比近似值小了0.000000000001224%。即便在精度要求极高的航天领域,也可以忽略如此微小的误差。
  然而,如果涉及到亚光速和光速运动,就只能利用相对论。假设飞船的速度为光速80%(0.8c),飞船上向前发射出速度为光速30%(0.3c)的石头,那么,石头相对于地面的速度不是w=0.8c+0.3c=1.1c>c,而是w=(0.8c+0.3c)/(1+0.8c·0.3c/c^2)≈0.887c<c,所以石头的速度并没有超光速。
  而在光速的情况下,结果更为特别。如果飞船的速度u为光速c,无论跑步者的速度v为多少,那么,跑步者相对于地面的速度为w=(c+v)/(1+c·v/c^2)=c,也就是说,跑步者的速度还是保持光速(c),而不是超光速(c+v)。
  另一方面,对于存在静质量的物体,例如,宇宙飞船,或者人,都不可能以光速运动。关于这一点,可以从相对论的动能公式中推导出来:
  一旦静质量不为零的物体达到光速,动能就会变得无穷大,这显然是没有意义的,因为没有无穷大的能量。
  为了更符合相对论原理,上述例子可以改成如下的形式:飞船以低于光速的速度相对于运动,并且飞船在前进的方向上发出一束光,那么,这束光相对于地面的速度是多快?
  结果跟上面一致,运动飞船发出的光不会以超光速运动,而是还会保持光速,无论飞船达到多快的速度都是如此,这就是当年爱因斯坦推导狭义相对论的立足原理之一:光速不变原理。
  光速不变原理并非是爱因斯坦无端臆想出来的,而是有着理论(麦克斯韦电磁场方程组)和实验(迈克尔逊-莫雷干涉实验、光行差效应)的有力支持。并且从狭义相对论中推导出的各种结论与实验结果非常吻合,这足以证明该理论的有效性。
  遇事不决,量子力学,量子菌来回答这个问题。
  错误的假设
  想要推翻爱因斯坦相对论的人层出不穷,提出很多貌似合理的问题,自我感觉能秒杀爱因斯坦。但这些问题往往都是建立在一个不可能的假设基础上,然后推出什么超越光速的结论,那还不如直接假设爱因斯坦是个骗子,理论都是瞎扯。
  例如这个问题中,题主假设他能在一个光速飞行的飞船跑步,貌似飞船的速度加上他的跑动速度,肯定超过光速了。但事实上,这个假设本身就不成立。
  光速不变原理
  首先,爱因斯坦在狭义相对论中的基本原理就是光速不变,光子的静止质量为零,它在真空中才能以光速c运动。而对于其他具有质量的物体来说,按相对论来讲,其运行中的质量是随着速度而发生变化的。当物体的运动接近光速时,它的质量也趋于无穷大,所以光子可以光速运动,其他有质量的物体无法光速运行,即使耗尽宇宙的能量,也无法使飞船达到光速。
  其次,即使题主是个大神,什么假设都有效,能让飞船以光速运行,他也可以在上面跑步,还是不能超越光速。因为,在相对论中,不管参考系处于什么样的运动状态,测的速度还是限制为光速。
  假设人在飞船上跑步,还不如假设你在光速飞船上打开手电筒,是不是以为手电筒发出的光,在地球人看来成2c了?但事实上,无论怎么折腾,最高速度还是c。
  听起来很荒谬,和经典物理格格不入,但这就是相对论的基本原理。爱因斯坦在中学时就在不断思考类似的问题,他的结论就是时空有相对性,但光速具有绝对性。这样相对于宇宙的浩渺,光速确限制了物体运动的速度,星际航行也只能打打虫洞这样抄近路的主意。
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  如果一个弹簧被压缩到极限时,那么你肯定不能再进一步挤压已获得更大的势能,因为被挤压的物体会在强大的压强下解体。
  物体的运动无法超过光速,也是这个道理。在低速且宏观范围的情况下,物体的运动是自由的,不受物理背景的影响。因此,该物体的能量变化主要是其自身的动能增减。
  然而,当物体的运动速度接近于光速时,作为物理背景的空间效应就显现了出来,成为不可忽略的物理因素了。
  这就好比我们在公园⛲️散步

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