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现在人类认知的最快速度是光速吗?

 昵称11935121 2018-05-08

从现有的理论来看,光速是物体的局域运动速度的极限,而且只有诸如没有静止质量的光子才能达到这个极限,其他物体只能趋近于它。我们知道,物体从空中掉到地上,由于地球引力的吸引作用,物体的速度会逐渐加快。同样地,黑洞也能产生强大的引力作用,靠近黑洞的物体都会被吸进去。落向黑洞的物体持续被加速,最后的运动速度将会超过初速度。

然而,对于光而言,却不会出现被引力加速的情况。虽然黑洞确实可以把光吸进去,但光在进入黑洞的过程中,速度并不会增加,不会出现超过光速的情况,而是仍然以光速运动。

根据广义相对论,引力并不是一种吸引力的作用,而是一种几何效应。黑洞并没有吸引物体,而是黑洞造成周围空间发生弯曲,物体在这种弯曲空间中沿着测地线加速运动,所以看起来就像是黑洞把物体吸引过去。

另一方面,根据狭义相对论,无论空间是否被物体弯曲,哪怕是被黑洞弯曲,光在空间中的运动速度都不会发生变化,这就是光速不变原理。落入黑洞的光不会超过光速,而是一直保持光速。这一原理很早就被理论预言,后来又被实验证实,并且经过一百多年的考验仍然保持正确。

虽然物体的局域速度不能比光速更快,但确实存在一些某种意义上的超光现象。例如,宇宙诞生之后的最初阶段,空间经历了暴胀,这个膨胀速度远超过光速。而随后的空间膨胀速度也是超过了光速,可观测宇宙用了138亿年的时间从无穷小的奇点膨胀为半径465亿光年的空间区域。然而,这都是由空间自身扩张所引起的,并不是物体的局域速度真的超过光速。

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