现在已知世界上最快的速度为光速,是否存在超光速?

说到光速,首先想到的是每秒近30万公里的速度c,其次就是没有任何物体的速度可以超过光速,最后就是光速相对于物理背景即空间具有不变性。
实际上,光速并不是一不变的常数,光速只是

本文最后更新时间:  2023-03-20 00:51:46

说到光速,首先想到的是每秒近30万公里的速度c,其次就是没有任何物体的速度可以超过光速,最后就是光速相对于物理背景即空间具有不变性。

实际上,光速并不是一不变的常数,光速只是光子为维持其相对于空间势能的速度。

与其他物体一样,光子的外在能量有两种形式,其一是相对于自身的动能,其二是相对于空间的势能。

由于光子的静质量非常小,以至于其动能远小于势能。所以,光子的能量变化主要是其势能的变化。所以,光速相对于具体的物理空间和相对于其自身的能量变化,都是不变的。

然而,光速不变只具有相对性。

如果空间的密度因宇宙的膨胀而减小,那么光子为维持其相对于空间势能的速度就得增大。这就好比为了赤脚划水,河水比海水需要更高的速度。

此外,相对于不同的能量,光子需要维持其相对于空间的速度也是不同的。因此,能量越大的光子,其速度也就越大。只是,不同能量的光子,其速度差远小于光速。

综上所述,笼统地说,由于光子的静质量最小,所以光速最大。

然而,如果细究起来,能量越大的光子,其速度也就越快。比如,中微子和x射线比可见光能量更大,因而具有更高的速度。

如果空间的密度随着宇宙的膨胀而不断的降低,那么光速就会相应地增大。当空间的密度趋近于零时,就过渡到经典力学的情况。此时,光子只具有相对于自身的动能,因而速度最大。

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