假如在一個速度趨近光速的物體裡前進

假如A在一個速度趨近光速的物體裡前進

當從第3者角度來看A的速度

是否可以超過光速或最多只能到達光速??如果能超過光速

那超過光速的那刻

是否代表回到過去的時間??想知道有關這方面的事
光速是每秒 299792458 公尺。

如果一具太空船已經達到每秒 299792456 公尺

只比光速慢了每秒 2 公尺而已

如果太空船上的太空人以每秒三公尺的速度朝太空船運動的方向前進

則對於地球上相對靜止的人來說

太空人是否超光速運動 ?直覺看起來

太空人似乎相對地球以 299792456 3=299792459 m/s 超越光速的速度在運動

但事實上並非如此高速運動的物體

時間會過得比較慢

這是狹義相對論所指出的『時間膨脹』現象。

當太空船達到每秒 299792456 公尺的速度時

對地球上的人來說

太空船內的時間慢到幾乎是停止的

地球上過了24小時

太空船上卻只過了 9.98 秒

換句話說

太空人花了 1 秒鐘時間前進 3 公尺

但太空人的 1 秒鐘卻是地球上的 8657 秒

也就是說

對地球而言

太空人是花了 8657 秒才前進這 『3 公尺』此外

狹義相對論也指出

高速運動的物體

運動方向的長度會縮短

這稱為『勞倫茲收縮』。

當太空船達到每秒 299792456 公尺的速度時

太空船上 3 公尺的距離從地球看來

會縮短到只有 0.00034653 公尺

大概是一張紙的厚度。

綜合『時間膨脹』與『勞倫茲收縮』的效應

從地球上看來

太空人實際上是以 8657 秒移動了 0.00034563 公尺

加上太空船的速度

太空人真實的速度是每秒 299792456.00000004002769 公尺

只比原先太空船的速度快了微不足道的一點點

還是無法超越光速。

(注意這裏的速度是指相對於地球而言)你會想：如果太空人相對於太空船的速度不是 3 m/s

而是 3000m/s

或甚至 30000000m/s

那麼是否會超越光速呢 ? 答案還是否定的。

無論如何

太空人都不會有超越光速的情況發生

他只能越來越接近光速

但永遠不會有達到光速的一天。

那麼

假設有超越光速運動物體

是否就能回到過去呢 ? 答案是：不曉得。

我們只能說

不會發生物體超越光速的情況相對論的所有方程式

都只在不超越光速的情況下才成立

因此這些方程式並無法預測超越光速會發生什麼現象

許多人把狹義相對論做了過度的推論

認為超越光速時將會回到過去

這是不正確的。

狹義相對論只能告訴我們：『任何物體都無法超越光速運動』

就是這樣而已

其他有關超光速回到過去的任何推論

都不是狹義相對論的一部份