爱因斯坦相对论对光速和时间的定义,为何你无论如何达不到光速?

20世纪初,爱因斯坦的才华认识到,如果不管从何处测量光速都一样,那么其他东西就要有变化,他得出结论就是,改变的正是时间,时间不是恒量,它会随着你移动速度的变化而变化,你移动的越快,时间就越慢。

爱因斯坦对宇宙的新观点在当时非常激进,很难理解,但经过多年无数次实验证明了他的理论的正确性,那些理论对现实世界有重大的影响,GPS,也就是全球定位系统就是一个最直接的例子。

GPS利用时速14000公里的轨道卫星网络来金星全球的精确定位,要确保精确性,保证卫星的时间和地面接收者的时间同步至关重要。但相对于地面接收者来说卫星速度太快,导致卫星的时间每天会慢7微妙(百万分子一秒)。如果我们不利用爱因斯坦的理论考虑到这一点,我们GPS系统的精确性每天将偏差超过2公里。

不过爱因斯坦没有止步于此,他推论不仅光速是恒定的,而且光速也是宇宙中最快的速度,没有什么比光速还快,那是因为质量和能量的关系。爱因斯坦说质量和能量是同一枚硬币的两面,这意味着如果一个物体的能量增加,质量也会增加。至关重要的是,增加物体的速度就必须增加它的能量,速度越快,物体的质量就相对越大。理论上,当物体的速度达到光速,它的质量将会变得无穷大,这需要无穷大的能量才能做到,但不管如何努力,没有谁可以拥有无穷大的能量,这就是任何物体都不能达到光速的原因。

爱因斯坦彻底改变了我们的世界观,他得出结论,光速是恒定的,这种恒定不是说光速是30万公里每秒,而是光相对于任何参照系都是这个速度,比如静止的你看飞速行驶的火车发出的光的速度并不是光速+火车速度,而仍旧是光速本身(30万公里),而且任何有质量的物体的速度都不可能超过光速,这些定义是如今我们理解宇宙的核心观点。

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