Re: [問卦] 為何光速是不可超越的??

[jfsu (水精靈)]

※ 引述《a111111 (ya)》之銘言：
: 照理說 在太空中 沒阻力損耗的情況下
: 火箭一直持續噴進 速度會一直持續加上去
: 那為何會有極限值呢?
: 假設火箭的速度是光速 引擎再繼續噴下去應該就會大於光速
: 可是為何會說光速就是極限呢?
: 有沒有這個八卦?

為何會說『光速就是極限』，底下我們只討論一條非常著名的公式，各位只要貢獻
一點點的想像力即可。

關於超越光速的問題，像是在電影《星際大戰》中，千年鷹號為了逃離銀河帝國的戰艦
追擊，躍入超空間(hyperspace)；小時候的楊威利第一次遇到瓦普跳躍飛行（超空間
跳躍航行）的時候，身體極度不適，又吐又發燒的...等等，這些超越光速的題材，
不管在小說、電影、動畫...都不勝枚舉。

隨著近代物理的發展，物理學家才開始對它投以關愛的眼神。

根據牛頓的理論，光速就是光速，沒有什麼特別，要超越光速絕對辦得到。只要你跑得
跟光一樣快，光在你眼前就是靜止。不過，並沒有人看過光完全靜止，傳統的牛頓理論
在此是說不通的。

愛因斯坦在電磁大師馬克士威的理論中發現，光速是常數。不管你是向著它、背著它
移動，它都以同樣的速度前進。這樣一來，牛頓力學將完全崩潰，因為在他的理論中，
你在地球上的時間、長度與在其他星球的都完全一樣，這也表示在光速不變的情況下，
時間與空間必須產生難以想像的扭曲。

但是根據愛因斯坦的觀點，在加速前進的太空船裡，時間流動會變慢，船內的空間會
遭到壓縮。假設你站在地球上、可以透過望遠鏡看到太空船內部，你會發現，裡頭的
時間變慢了，船員的行動變得跟烏龜一樣緩慢，身體也變得跟扁魚一樣扁平。

如果可以的話，要是太空船以光速前進，內部的時間將會停止、太空船會一直壓扁到
消失不見，質量則會膨脹到無限大！

你會想說，夭壽喂～這種情況怎麼會花生？？！！是啊，也就是如此，愛因斯坦才說
要突破光障(light barrier)是不可能的！如同二次元宅宅與三次元現充總是存在不可
交流的次元之壁一樣。

(偷渡一下，官配確認：大猩猩是不可跨越之壁！無需解釋，不用天理。）

ps.物體移動越快，重量越重，表示移動的能量轉換成質量，你可以透過E=MC^2來知道
　 有多少能量轉換成質量。

目前火箭最快只能達到40,000mph(64,000km/h)，光障還構不成問題。等到科學家開始
考慮要拜訪離我們最近的恆星系（半人馬座α星(Alpha Centauri)，距離約四光年，
如果使用傳統的化學推進火箭，大概要七萬年才能抵達！），他們得正視光障的問題。

以上，暫時先回答你的問題。

至於能否超越光速？嘿嘿～一堆科學家試著找出愛因斯坦理論的漏洞，好比底下幾篇
回文都有提到的：用一隻雷射筆朝天空掃去，這道光束的行進速度是可以超越光速的；
或是想像你的手中有一把刀刃是一光年的剪刀，當你使用剪刀、讓刀刃相交時，最遠
那一點的移動速度就超越光速；或是進行EPR實驗...等等。

你會問，我這樣做有什麼意義嗎？當然沒意義，上述超越光速的例子，因為我們
無法靠著這個方式傳遞或是攜帶任何訊息或是能量，純粹是自爽用。

後來愛因斯坦提出了比狹義相對論更強大的武器：廣義相對論，換一個字，當然差很多。
根據廣義相對論，時空就像西索的念能力『伸縮自如的愛』一樣，能縮能伸；
在特定情況下，這塊布可以延伸得比光還快！狹義相對論只能適用於局部地區，如太陽系
；要是考慮整個宇宙，就必須改用廣義相對論！

根據廣義相對論，要超越光速有底下的兩種方法：

1.延展空間:簡而言之，就是將我們背後的空間一直延伸直到接觸我們前面的空間。
           你可能根本沒有移動，只是藉著扭曲空間，來抵達遙遠的星系。原po
           所說的阿庫別瑞引擎(Alcubuerre Drive)就是最好的例子。

2.撕裂空間:首先我們先在一張紙上畫上兩個點，經驗告訴我們，兩點間最短距離就是
           一直線；然而，這未必正確。如果將紙對折，讓這兩個點相交，他們
           之間最短的距離就不是直線囉，而是所謂的蟲洞(Wormhole)。


以上，再說明下去，可能又得花上一個大大篇幅，有人會不開心的。


參考書籍:
1.電影中不可能的物理學
2.物理之書
3.二十世紀最偉大的科學實驗

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對流血一週仍然不死的生物千萬不能大意……。


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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 203.66.222.12
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※ 編輯: jfsu (203.66.222.12), 11/12/2014 20:21:25
推 zsh: 推
→ zsh: 跟我一樣的科普魔人
→ whalebaby: 水精靈先推再說
推 SRNOB: PS:所需的能量要好幾個恆星那麼多  目前做不出來
→ LearnLong: 光速是常數。不管你是向著它、背著它「移動」
→ jfsu: 是的，要打開一公尺的蟲洞，需要負一木星的質量！
※ 編輯: jfsu (203.66.222.12), 11/12/2014 20:27:35
→ tonyd: 不太理解為什麼速度超越光速後 空間會被壓縮 身體會被壓扁?
→ SRNOB: 我有個方法可以輕鬆開一公尺的蟲洞 可惜推文太短寫不下
推 balahaha: 嗨
→ LearnLong: 時間是一種緯度，空間是一種緯度，接近光速意思就是你
→ LearnLong: 在同一時間身處不同空間。當然沒人嘗試過，所以說看起
→ LearnLong: 變扁平應該是種合理的想像而已 (?)
→ sjfrnbu: 為何門檻是1倍光速 ?  不是6倍光速 ?
推 Lubuw: 愛因斯坦要是活久一點或許世界又不一樣了...
→ jfsu: 嗨 balahaha
→ tonyd: 回LearnLong 我的想法也是 所謂被壓扁只是旁邊人看這個光速
推 jknm0510a: 水精靈神人，為什麼沒有之前的科普文章好笑了
→ tonyd: 移動人的"混合畫面" 但實際上這個光速人是完整的由A移到B
→ tonyd: 我不太懂為什麼要強調旁邊人的視覺 而不是光速人的狀態...
→ LearnLong: 不然建議原po把「壓扁」改成「壓成一個點」比較精準
→ tonyd: 不 關鍵不在壓扁or壓成點 而是這個人為什麼會被壓?他只是
→ tonyd: 由A光速移動到B 就像我們往前移動一步 怎麼會被壓呢?
→ LearnLong: E=mc2
推 abiangoodjob: 他已經脫離時間和空間的概念了吧
推 pigha: 嗯,跟我想的一樣
推 galilei503: 大猩猩派萬歲！山寨春菜吃屎
推 LearnLong: E(能量)跟M(質量)成正比，速度越快質量越大，所以可能
推 blaz: 無法用肉眼觀測光速移動物體吧？
→ LearnLong: 崩塌成一個洨黑洞 (?)
→ blaz: 人類所見都是光的反射，那有東西以光速移動
→ blaz: 是要人類怎麼觀測？
→ LearnLong: 雨天跑得比雨滴落下的速度快，還是會淋到雨吧
推 hosong: 科普老師J大，等你新作品等好久了!!
推 turbomons: 推
推 lamune: 等你的文很久了 可惜這篇文沒講偉人的故事...
推 mystage: 好久沒看到你的文了
推 keny80206: 撕裂地平線超好看
推 ico1987: 好文推推
推 q210158: 好專業阿~看八卦長知識
推 silver00: 很受用
推 piggreat: 好深奧...
推 lcomicer: <3
推 z123656363: 推
→ jfsu: GJ
推 Cervelo1995: 幹! 我喜歡你的文章阿~~~ 你不繼續寫就讓我不開心啊!
推 ex61999: U文
推 Leeng: 大猩猩是不可跨越之壁