为什么真空中光速是恒定的? 这个问题的答案可以非常简单粗暴:光速不变是第一性前提,没有为什么,测出来就是如此大部分靠谱的答案也…
当飞船脱离地球引力,在近乎真空的状态下继续加速能否达到最终光速? 只要有玩意儿持续推飞船超光速都没问题,不能超光速的难题是推进燃料何处而来。
当飞船脱离地球引力,在近乎真空的状态下继续加速能否达到最终光速? 显然,在经典物理学看来,只要持续加速,飞船最终就能达到光速(c),并超过光速。这是因为根据牛顿第二运动定律,运动物体的加速度大小正比于合外力,只要物体受到大小不为零的合外力的持续作用,它就能一直加速。具体公式如下:如果合外力的大小和方向恒定,那么,物体将会做匀加速直线运动,可以得到以下公式:因此,随着时间的增加,做匀加速度直线运动的物体的速度将会越来越快,直到某个时间点达到光速,此后就会超过光速,具体如下图所示:然而,合外力和加速度的大小并非正比例关系,这是因为物体的质量不是一个恒定常数,而是会随着速度的增加而增大,物体的运动质量m和静止质量m0存在如下的关系式:当v时(一般认为v),√(1-v^2/c^2)→1,所以m≈m0,此时,我们所熟悉的牛顿第二运动定律的计算公式近似成立。然而,当v→c时,m→,具体如下图所示:因此,当速度接近光速时,我们不能把物体的质量视为常数,牛顿第二运动定律应该改写为:据此,可以推导出物体的相对论动能计算公式:可见,如果物体的运动速度趋于光速时,物体将会具有无穷大的动能,想要推动这样的物体继续加速是不可能的。也就说无论如何加速度,飞船的运动速度都不可能达到光速,只能无限。