我東邊和西邊的一光年處,各有一光源,一年後,光會在我這裡相遇,那麼他們相遇的速度是不是二倍光速?


題設不正確吧

題主想問的是兩束光或者兩個光子以其中一個作為參考系來看的話另一個速度是多少吧?

很抱歉,光不能作為慣性參考系,原因可參考問題為什麼光不能作為參考系?

稍微改一改可能能更好理解為什麼題設不對。比如題主提到的ABCD飛船。

我們來看兩艘相向飛行的飛船的相對速度。首先說明任何有靜止質量的物體的速度都不能達到光速。

假設飛船的速度非常接近光速。那麼相對速度滿足下面的公式:

[公式]

其中 [公式] 是我們想知道的,在飛船的參考系看到的另一艘飛船的速度。u為我們地面上的人看到的一艘飛船的速度。v為另一艘(作為新的參考系的)飛船相對我們的速度。由於兩艘飛船對向飛行,則u和v的符號相反。

我們假設他們的速度大小相等,那麼在一艘飛船上觀測另一艘的速度為下圖 [公式] 的橙色曲線。

我畫出了飛船速度由遠低於光速到非常接近光速的數值範圍。作為對比藍色直線為牛頓力學的速度疊加給出的數值(2v)。圖中的虛線標出了光速的數值。

  • 很明顯相對速度可以非常接近光速,但不能大於或等於光速。比如當他們的速度為0.9999c的時候,相對速度為0.9999999949995c。
  • 當他們速度為0.5c的時候,牛頓力學給出的相對速度就是光速c了,這顯然是不對的。
  • 當他們的速度很低的時候,比如小於0.01c,兩條曲線還是非常重合的。牛頓力學在低速沒毛病。


到處是這種問題。還是簡短回答你一次吧。兩束光A和B。

1,如果你站在兩束光中間,一年後你可以看到兩束光同時到達了你站著的地方。

2,你坐在A/B光束最前面那個光子上(先不考慮有靜質量的物體無法光速移動的問題,強行認為你就坐在光子上),那麼你一瞬間就遇到了B/A光束的第一個光子。

你以光速移動,在你的參考系看來,以你的視角看來,到哪裡都是一瞬間。因為鐘慢效應,時間收縮成0,也可以理解為距離收縮為0(尺縮效應)。

沒有2倍這回事,你認為2倍,就還是在用常識考慮問題,牛頓那個時空觀只適合低速狀態。高速狀態下不是你想像的那樣。

解釋起來又要長篇大論。建議看基本相對論普及讀物。


平時多讀點書,勝過在這裡提問浪費大家時間。多看看知乎上的帖子,類似你的問題已經被回答無數次了,但凡你提問前先搜搜自己想問的問題,就能找到答案。是否了解相對論現在已經是類似於當年文盲分界線了,所以先去看書吧,勝過浪費時間提出各種ABCD的瞎想。


如果是牛頓大神看到你的問題,估計它會稱讚你是正確的,但是到愛因斯坦這兒他會給你個劃個大叉,相對論好像告訴我們,其它事物的速度是相對的,只有光最特殊,它的速度是絕對的,一直是光速。

再補充一下,在你看來的左右兩邊光源與你相距各一光年的距離,這本身沒有錯,我們再想像一下,如果你是左邊或右邊其中的一束光或是你能站在其中一邊的光頭上隨光前進,再看這段距離,它還會是一光年的距離嗎?

其實愛因斯坦的理論是很「變態」的,他為了維護光速不變性,不惜犧牲時間和空間的客觀唯一性,就是說在不同狀態下人的眼中,時間和空間並不統一。


光速不變是基於觀測者角度的。

探究兩光的相對距離的變化速度,觀測者自然是其中一個光,這樣他才能體會相對速度值。

可是他沒有了(光速時沒有時間流逝)時間概念,所以他沒有感知。所以觀察者的角度無法作用於光本身,也可以說無法參照。

你站在外面看,兩光碰撞速度是二倍光速沒有錯。

光速不變在這個問題上是正確的,因為兩光和你的距離變化速度不會超過光速,而你看別人的相對距離和這個理論是無關的。


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