如果有兩個物體相對而行,而兩個物體的相對速度超過光速,會怎樣?

高等物理學已經幾乎幾乎明確了沒有超過光速的可能,(除了快子)但基礎物理確定了運動的相對性,及任何運動都是相對的,那麼題,比如兩個物體已0.5000000001倍的光速互相靠近,會不會發生所謂的時光倒流?但這兩個物體假設在地位上完全平等,質量相同,材料一樣等等,那麼哪個會發生時光變化呢?他們相對於周圍一個靜止的等質量體會怎樣?

不好意思,好像問題比較多,我爺爺最近去世了,所以想問問。其實我覺得愛因斯坦的狹義相對論就是一個悖論,他證明了物體速度對時間的影響,確閉口不從相對與參照物,那相對論的速度是按什麼說的?世界上懂相對論的人也就幾個?真懂還假懂?所以我提出如題的悖論,希望有人能解答。(雖然我估計只有一些不懂裝懂的人與噴子會回答)不過如果你答不出,我也希望你能關注或轉發一下。


首先,分析問題的時候必須要確認參照系(在數學上實質是確認時空原點以及對應建立起來的時空坐標系)。

題目中,兩個物體以0.51c(請允許我這樣簡化問題,方便表述)互相靠近,默認了存在一個參照系。在這個參照系中,物體A與物體B相對於參照系的速度都是0.51c,但方向相反。相對於參照系而言,兩個物體都會發生鐘慢效應,即物體上的鐘會比相對於參照系靜止的鐘慢。

在這個參照系內分析,由於Va=-Vb,兩個物體坐標差(或者說間距)的變化速度d(Xa-Xb)/dt=dXa/dt-dXb/dt=Va-Vb=1.02c。但是在相對論框架內,由於鐘慢效應、尺縮效應、以及同時的相對性,坐標差的變化速度不再具有實際的物理意義,不代表兩個物體實際的相對速度。換句話講,速度變換不再符合伽利略變換。兩者之間還需要使用洛倫茲變換進行修正。

具體推導過程我就不寫了。變換為以B為參考系後,速度變換公式如下: [公式] (代入時記得考慮方向)。計算下來大約是0.81c。


首先,我覺得現在物理專業本科以上的都應該懂相對論吧,更別說物理學家了,說沒幾個懂那是以前。但對非物理專業的一般人還是比較難理解的。

題主的疑惑在於運動的相對性。物理學上運動的相對性有兩種含義,一種是相對於參照系,一種是相對於參照物,速度不能超過光速是指相對於參照系而言,但如果在參照系內再假定一個參照物,另一個物體相對於這個參照物的速度是可以超過光速的。所以在一個確定的參照系內,兩個物體A、B以0.51c相對靠近,他們的相對速度就是1.02c。但是如果我們切換到以相對於A靜止的慣性參照系觀察,這時A的速度是0,而B的速度需要經過洛倫茲變換計算,計算結果大概是0.81c,也就是換算成相對於參照系的速度時是怎麼都不會超過c的。

時間變慢,也是基於參照系的描述,所以你不能說B物體相對於A物體的時間變慢,而應該說「相對於B靜止的參照系」相對於「相對A靜止的參照系」的時間變慢。因為是基於參照系的描述,不存在超光速,自然不會有時光倒流。

那麼,題主肯定還有疑問,那到底是A系的時間變慢了還是B系的時間變慢了?答案是,在A系裡,B系的時間相對變慢,在B系裡,A系的時間相對變慢,這個並不矛盾,切換了參照系,好比你用攝像機在不同的角度拍攝同一個場景,拍出來的景象當然可以不一樣甚至是相反的。


兩個物體在觀察者所在的參考系看來相對速度大於光速,但各自速度都小於光速,是正常現象,沒有任何東西超過光速。

而在其中一個物體的參考系下,另一個物體也是小於光速的,速度按照相對論的速度疊加原理計算,同樣沒有任何東西超過光速。


不會超光速。。。不是裝懂,也不是「世界上只有幾個人懂」那麼誇張,我只是一個二本大一的,初三自學的狹義相對論,但是廣義相對論要比狹義相對論複雜得多,我現在就卡在數學上。。。然而話說回來,即使是狹義相對論,許多資質平平的人也無法理解,這導致狹義相對論造就了許多民科



兩個物體以相對於你0.5000000001倍的光速互相靠近,那麼這兩個物體上的時間會變慢。

公式我就不寫了,我直接告訴你結果。

因為時間慢了,所以疊加的速度也會變慢,這兩個物體互相認為對方是0.8倍光速。


無知要謙虛。


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