光速是宇宙的速度极限,如果光速无限大,万物将不复存在!

宇宙时空 2024-11-20 13:55:58

为何光速独享殊荣?为何宇宙似乎刻意束缚光子,仅使其在空无一物的宇宙间以每秒三十万公里的速率游走?这一速度对于任一位旁观者来说皆是雷打不动的定数,而奇妙的是,它也恰恰是一切速度无法逾越的天堑?(举例而言,你以每秒五米的步速跑步,站在静止的旁观者看来,你所散发的光仍旧是每秒三十万公里的光速,而非叠加上你的跑步速度。)

然而,若非如此描述,宇宙实则并不刻意将光速设为常数,时空对光子的舞步并不关心,事实上,宇宙中速度的限制背后,隐含着更深的奥秘,这一所谓的常数(光速),更确切地说,它代表着因果关系的传递速度。

所有观测者都能达成共识的因果事件顺序,为何因果的传递设有最高速度限制?又为何这一速度的数值恰好与光速吻合?

在继续探讨之前,让我们先回顾物理史上的两项重要发现。回溯至1632年的伽利略时代,他在著作中不仅支持了哥白尼的日心说,还在书中阐述了他的“相对性原理”,尽管这一原理并非如爱因斯坦的相对论那般广为人知,却是相对论的前奏。

伽利略不仅宣称地球与宇宙中的任何其他地方一样并非特别,同样他也认为没有任何速度是特别的。也就是说,任何实验的结果不会因为实验者处在不同速度的参考系中而改变。伽利略的这一相对性原理,不仅是一项了不起的创见,不久后亦被牛顿纳入其运动定律之中。

再者,19世纪的一项实验揭示了电磁之谜。科学巨匠麦克斯韦用他编制的方程式,精妙地描绘了所有电磁现象。

至19世纪末,物理界已掌握了牛顿力学、麦克斯韦方程以及其他诸多辉煌的理论,似乎物理学的大厦已然完工。

然而,在后续的计算中,却出现了令人不安的异样,其中两点尤为突出。

第一点,它揭示了自然界奇异的量子特性,似乎麦克斯韦方程与伽利略的相对性原理并不相容。如今我们明了,牛顿力学实际上也隐含着光速无穷大的假设,这引起了大问题,因为这意味着时空甚至物质都不复存在。

试想一匹穿着溜冰鞋的小马,背上搭载着一只驾着滑板的猴子。假设这猴子带有电,那么在溜冰小马上的猴子与滑板自然会产生磁场。我们用麦克斯韦方程计算磁场强度时,会将观测者(此处指小马)的速度考虑在内。

但问题的关键在于,这个速度究竟是多少?伽利略和牛顿的理论认为,猴子速度应为小马溜冰速度与猴子滑板速度之和。但若小马本身也同样能进行上述计算,它会认为猴子移动的速度仅为滑板速度,由此得出的磁场强度自然与之前的计算大相径庭。

那么我们和小马,究竟谁是对的?

关键在于我们实际上在测量什么。我们并非直接测量磁场,而是它所引起的效应,亦即我们测量的是力。小马与我们所测得的力是一致的,电场与磁场之间存在一种与速度相关的转换,两者共同作用,确保不同坐标系中的电磁力——洛伦兹力保持一致。

电磁作用的线索引领我们探寻时空与速度的关系,我们如何解开这些连接?答案在于某种转换过程,这种过程能使麦克斯韦方程在不同坐标系之间无缝转换,这才是真实世界所应呈现的景象。这种转换过程宛如某种数学魔法,指向你的时空视角或物理法则,便能转换至另一个坐标系。

伽利略变换便是其中一例,其基本观点在于速度可以相加,而时间空间与速度无关,这一观点被牛顿力学采纳。同样,我们也用它来计算猴子的速度。但若麦克斯韦方程在伽利略变换下无法得出一致的结果,则表明变换并未保持不变。

在低速状态下,通过这种变换计算出的力基本正确,但在高速状态下则大相径庭。那么,是麦克斯韦错了吗?

并非如此,这意味着伽利略变换是错误的,支持牛顿力学的变换方法也不正确。可行的变换方法被称为洛伦兹变换(此处不作详解,读者可自行搜索了解),它比爱因斯坦的相对论更早提出,但爱因斯坦揭示了这种变换代表了时间与空间的联系,并预示了因果传递的速度极限。我们可以跟随爱因斯坦和洛伦兹的脚步,用光速恒定来推导这一变换。

首先,让我们假设我们不知道速度可以相加,不知道猴子速度是否等于小马溜冰速度加上猴子滑板速度。其次,没有哪一个坐标系更为优越,在我们的变换法则下,物理法则与坐标系的位置、方向、速度无关。无论小马位于何处,无论它如何快速移动,这都无关紧要。事实上,地球围绕太阳转,太阳又围绕银河系转,位置、方向、速度持续变化,但我们的实验并未受此影响。

接着,我们假设宇宙是一个合乎逻辑的地方,这意味着我们可以在不同的坐标系间自由转换。运用同一变换,我们应能自由穿梭于小马和猴子的坐标系之间,只需代入不同的速度即可。例如,我们可能先去小马的坐标系,然后转换至猴子的坐标系。我们所要求的,不过是基本的一致性。

最后,运用上述公理和一些代数运算,我们得到的结果便是洛伦兹变换,唯有它能满足上述要求,满足宇宙的相对性和对称性,也必定能描述真实宇宙。因此,宇宙的速度限制是必然存在的。

这个绝对速度限制(简称为C)是定义洛伦兹变换的唯一参数。通过这个参数,洛伦兹变换预言了宇宙速度限制的存在。而伽利略变换实际上是洛伦兹变换的一个特例,即C等于无限大的情况。

然而,考虑到我们之前提到的相对性和对称性,C的确有可能等于无限大,但基于一些与光无关的原因,我们知道它不可能是无限大!

洛伦兹变换允许麦克斯韦方程在变换后保持不变,用它便能得出一条普适的电磁学法则,适用于所有坐标系,这也进一步印证了洛伦兹变换是现实的准确描述。但要使C成为特定值才行,这个值必须由麦克斯韦方程中的基本常数组成。如果要让电磁理论成立,宇宙的速度限制就必须是一个有限值,哪怕不考虑光速也是如此。

然而,神奇的是,计算出的宇宙速度限制常数组合,恰好描述了电磁波传递的速度,也就是光速。C的确等于光速,但它最初是因果传递速度的代表,它代表了宇宙中两点间传递信息的速度上限,严格来说,是任何观测者观测到的两点间传递信息的速度上限,因此它也是任何无质量粒子的最高速度!

因此,光——光子、引力波、胶子——它们质量为零,故以最高速度运动。质量实际上是运动的阻碍,没有质量便无阻碍,因此无质量的粒子会以最高速度运动。而质量本身和时空的存在告诉我们,宇宙速度限制是一个有限值。

爱因斯坦对洛伦兹变换的解读,诞生了狭义相对论,它告诉我们时间膨胀、长度收缩,还有质能等价(E=MC平方)等现象。

若宇宙速度限制不存在,即C等于无限大会怎样?物质将不复存在,因为需要无限多的能量来创造质量,只有无质量粒子以无限速度运动,时间膨胀和长度收缩效应爆炸成无限大,时空本身不复存在,因果也不存在,因为所有地方都能及时互相沟通,整个宇宙只剩此地与此刻。

因此,这样的世界观本身充满矛盾,这个悖论也表明无限速度限制是不可能的。因果传递的有限速度是宇宙存在的基本条件。

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评论列表

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5
2025-02-10 10:20

⭕️粒子对撞机能创造新物质吗?不!!只能产生一些破碎(质量亏损)。核能化石能太阳能都是释放光子/电磁粒子, photon energy and photon behavior discussions,物质包括光子本质是带电质量体都服从牛顿力学。正负光子(中微子)是电子质子撞击的破碎,强大电斥力(10^36倍引力)发射碎块到达零电势区获得真空光速,极强大电磁力平衡是稳定光子间距/波长的关键。原子内遍布真空,极小光子惯性飞行,有引力场轨道运动与逃逸折射或撞击,有斥力场散射反射等。电子质子不易获得高速,原子惯性飞行穿透材料条件也差太多。中子大冲量撞击原子核是产生产生光子(核能)的关键途径,电子撞核/质子撞轨道电子,冲量都太小。……加速器驱动的次临界核能可获得无穷能源,且不受现有裂变材料的局限。⭕️热量温度是光子辐射(热质说),高温体辐射更多光子吸收低温体辐射的更少光子,温度传递只能由高温体到低温体(熵增是数学,原子获得光子动能相对运动带来生命生机不是绝望)。高温体辐射更多动能光子,当然微观运动更剧烈(热动说)。无光子辐射是绝对零度,宇宙背景辐射超过且接近绝对零度,获得绝对零度极难。

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4
2025-02-10 10:20

悖论斯坦,悖论潘多拉,终身搞骗祸害人类科学。一个终身肮脏的灵魂。

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2
2025-02-10 10:20

❌以太的小胆太小了???以太是波动学派的(根基)托辞遮羞布,悖论斯坦干脆厚脸皮直接骗,让波搞独立单干/和物质质量说拜拜,来个二象性指鹿为马,无源场也用上!再诠释诠释,高速低速搞区别对待,宏观微观弄成不同,质量尺寸时间都弄成可以变,能量搞成数学能量,,,还不行?绝对时空也不要了,相对运动搞成残废/让光绝对运动,相对时空更美妙可惜惯性系不同意。又不行了??什么能难住骗子呢?换个假说继续骗,搞广义的,把空间也搞弯,轨道电子不干就不管它了,物质相互力也弄点鬼,,,,用假说无中生有(🍎哈哈,我说有鬼谁能证无?)号称证明全称命题,脸厚怕啥?坚决把大胆假说革命进行彻底/1955/game over?

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1
2025-02-10 10:20

光速不变假说见证了高超的骗术!……光速可以测量,测量速度需要参考系,参考系改变了测量结果不变吗??笑死人了。 ———任何全称命题证伪当然有效,证明/证实当然无效。全称命题光速不变违背相对速度自然公理,已有效证伪!!!任何数学演绎能推理出来全称命题“光速不变”吗???无论多少次实验能证明全称命题“光速不变”吗???任何实验精度能证明“光速不变”吗???光速不变只能是创造假说当然是骗。相对光速/光速变化/超越光速当然都是正常现象。 光子穿越太空的引力偏折是光速不变吗??光反射驱动光帆光速不变??相对速度变化导致多普勒效应和红移,是光速不变??光子离开黑洞速度变吗?光子进入黑洞速度(当然超越光速)也不变吗?掩盖谎言需要更多谎言!………光速常数C是电磁经验公式的一个常数,不是光速不变,地球引力常数G当前还在努力提高观测精度。———量子不确定性原理如何解释光速不变这种无限的确定性???号称场的速度是光速,地球速度显然不同,难道地球场跑掉了??

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