宇宙为什么要限制光速,限制光速背后的玄机是什么?

用差异物质元素周期基能一定;

单磁冷热双分气子微尘体东西;

空间成陨卫木地恒系河银宙宇;

恒物数量基温度电位磁限光速。

为什么人不能为所欲为呢?因为,一个人的行为会影响到他人的权益。人是 社会 动物,其行为举止必然会受到当地 社会 的法律与道德的约束。在自然界也是如此,一个有机的世界,不存在绝对独立和自由的物体。否则的话,现实的世界就成为一盘散沙了。

我们的宇宙是自然界的一部分,其是一个相对独立的封闭体系。因此,宇宙是由不可再分的最小粒子——量子构成的。普朗克常数h的存在也证明了量子的存在。因为,能量是关于粒子运动能力的度量,只有存在着最小粒子,才能够使能量具有不连续性,从而避免了紫外灾变的发生。

所以,在宇宙的内部有两种基本的存在形式,其一是离散的量子,属于能量的范畴;其二是由量子的运动所形成的封闭体系,属于物质的范畴。这就是为什么,能量与质量相对应的原因。而且,也正是因为两者共同的本质都是量子,只是它们的存在形式不同,所以能量与质量可以发生相互的转换。

于是,离散的量子构成宇宙的本底物理背景,即形成了量子空间;而作为封闭体系的物质就是基本粒子、原子和分子等,是我们认识的物理对象。因此,任何物体的运动都是相对于量子空间而言的,它们的行为受到了该空间的影响与束缚。

如果我们把量子比作人的话,那么量子空间就是人类 社会 ,基态量子为普通大众,受到激发的量子即光子就是 社会 精英,基本粒子相当于家庭,原子和分子是 社会 团体和各级组织,而宏观物质与天体则是国家和民族。

由于光子的本质是量子,其本征参量是量纲为粒子角动量的普朗克常数h;所以,光子的本征质量和半径都是大于零的,其是宇宙中唯一的实体粒子,是构成宇宙的基石。至于其他的粒子,在本质上是量子气球。它们是由量子聚集起来的耗散结构,反而并非实体。

于是,光子和其他物体一样,其运动会受到了量子空间的束缚,从而使光子的外在能量分为动能和势能。如果没有量子空间的存在,光子的能量全部以动能的形式存在,属于经典力学的情况,此时的光速最大。然而,由于量子空间的存在,该空间将光子的部分动能压缩为相对于量子空间的势能。这就好比是人群密集的闹市,降低了我们行走的速度。

所以,光速的大小,受到了量子空间的限制。光速并不是一个神秘的自然常数,其只是一个与量子空间密度相关的普通物理参量。在宇宙膨胀之初,量子空间的密度极大,从而使光速受到了极限地压缩,其近似于零。后来,随着宇宙的膨胀,量子空间的密度逐渐降低,才逐步释放了光子的动能,使光速得到了不断地增大。

因此,目前的光速c,其具体的数值是与当前量子空间的密度相对应的。如果宇宙进一步地膨胀,则量子空间会继续降低其密度,从而逐渐地解除对光速的限制,使光速得到不断地提高。

总之,如果我们从二维的观点看问题,考虑到存在着作为物理背景的量子空间;那么,光子的行为受到约束,从而使其运动速度受到限制,就只是一个普通的物理事件,并不存在任何诡异的玄机。推而广之,这种二维的观点,不正是我们在日常的生活、学习与工作中所应该持有的吗?!

在回答这个问题之前,我们首先要厘清一些问题:

比如限制光速中的“光速”指的只是“光”的速度,还是指这个特定的速度值(大约30万千米/秒)?

宇宙如果只是限制了“光”的速度,并没有限制别的速度,那么按照逻辑推理,别的东西的速度显然可以超过光的速度,可以达到40万千米/秒、30亿千米/秒……。但狭义相对论的质量效应公式指出:任何静质量不为0的物体的运动速度是不可能达到光在真空中的速度大小的,即299792458米/秒。

(其中m为物体的质量,m0为物体的静质量,V为物体的运动速度,C为光速。从式中可以看出,当V C时,分母根式 0,则m + 。而物体质量趋向于无穷大,会使物体运动速度难以增大到光速C,因为这需要无穷大的能量才能推动,而这是不可能的。要知道宇宙如果是有限的,那么全宇宙的能量也是有限的。因而宇宙以此来阻止物体的运动速度达到光速。

由此可见, 似乎 “限制光速” 指的是任何东西的速度不能超过299792458米/秒这个速度值的意思,而非单指“光”的传播速度, 因为尽管光在真空中一直是以299792458米/秒这个速度传播的,但在别的介质中的传播速度是小于这个值的。

但反过来讲,任何东西的速度不能超过甚至达到这个值,唯独光可以达到这个速度,并且这个速度对于光来说是不变的。

换句话说,任何东西永远追不上光,任何东西的相对速度达不到光速,即使两个物体各以大于一半光速相向运动,它们的相互速度,按照伽利略速度叠加原理明明大于光速,可实际情况却并非如此,按照狭义相对论速度叠加原理可知,它们的相互速度是小于光速的。

(当u′>C/2,Ⅴ>C/2时,u<C)

由此可见,似乎限制的仍然是“光”的速度。那到底是怎样的?

下面我们正式回答一下标题的疑问,我觉得可以换个角度来看这个问题:

应该说宇宙并没有限制光速。实际情况是,光速是宇宙时空的界限,是宇宙物质脱离以时间与空间方式存在的界限。只要达到了光速,物质就可以别的方式存在(以别的方式存在不违反任何法则)。可见是光速限制了宇宙,而不是相反。

光速(这里指的是真空中的光速,即大小为299792458米/秒)看起来虽然是个常数,但它是一个对于任何参考系的“不变常数”,这就给光速赋予了耐人寻味的涵义。因为参考系之间存在相对运动,而光速大小对于每一个参考系却都是一样的。我们知道速度(包括光的速度)就是距离(空间)和时间的比值。光速不变,即这个比值不变。这反映了时空中存在特定不变的东西,应该说光速不变就是时空性质的反映。而每一个参考系就对应着一个时空,因此光速对于任意参考系也就确定不变。

往深了理解,光速也不是宇宙的速度限制

不变的不是快慢大小,而是与时空的关系。因此严格说起来,光速也不是宇宙的速度限制。假如有一个相对地球以接近光速(比如为光速的90%)运动的物体甲,如果在这个甲物体相同运动方向上还存在一个相对于甲物体以接近光速(比如也为光速的90%)的乙物体,按照上面相对论速度叠加原理,乙物体相对于地球的速度仍然小于光速C的(根据前面的公式算出具体大小为180C/181),而不是1.8C。

这个乙物体相对地球的速度显然比甲物体相对地球的速度(0.9C)要大,虽然从数字上看大不了多少,但如果从“绝对时空观”的角度看,我们都知道乙物体的速度“大小”早“超”光速了。可是宇宙时空并不是绝对的,乙物体相对于地球的速度小于光速是真实有效的,这就是时空的相对性,这个相对性可以看作是一种限制。但另一方面,在乙物体运动方向上光的运动速度相对于乙物体来讲,仍然是光速C(当然在任何方向上,光对于乙物体都是光速C)。这个意思就是,任何物体的速度不论多快,哪怕觉得是几亿倍C了(尽管是不可能的,即使把上面所说的思想实验也算上),也永远追不上光。

因此从这个意义上说,光速一点也不小,它实质上并没有限制宇宙速度。

关于多重宇宙与光速的关系问题

关于这个问题,我的理解是压根不存在多重宇宙,即平行宇宙。不过也许存在更高维的宇宙,有关这方面的讨论我在有关文章中有详述,这里不再讨论。而光速应该是脱离本维度宇宙时空的界限,可以进入更高维度或根本不以时空方式存在的宇宙。



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