以一束光为参照系,那么另一束光的速度是二倍光速吗?
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发布时间：2023-07-10 20:21
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时间：2024-11-21 03:29
人类对光的认知是一个很缓慢的过程，随着相对论的出现，光才逐渐被人类所认知。在狭义相对论中，爱因斯坦提出宇宙中最快的速度就是光速，从理论上来说，没有任何一种物体的运行速度可以与光速一致或者超过光速，因为当物体达到光速，那么这个物体就会达到相对静止的存在，简单来说，达到光速运行的物体是相对静止的。
针对光速就有很多有意思的问题，就比如题目这个问题，答案肯定不是，不得不说这是一个很有内涵的问题，作为二十一世纪的人类，提到光速就应该想到相对论，理解光速也是你认识相对论的一个关键，但相对论从诞生开始就很诡异，而且在我们的日常生活中，根本没有机会来感受以及运用相对论的有关知识。
现代物理学的分类
按照现代物理学的分类，我们将研究对象分为低速世界、高速世界、微观世界和宏观世界、强场以及弱场。
其中低速世界，严格来说就是10%光速以下的运动现象的总和，而高速世界就是每小时3万公里以上的运动现象的总和;
微观世界就是原子以下的次原子世界，宏观世界就是大分子之上的物质世界;
弱场就是弱引力场，强场就是强引力场，比如黑洞。
由于我们处于地球这样的弱引力场中，几乎周围所有物体的运动速度都没有超过3万公里每小时，而且我们经常接触到的物体也是毫米级别，于是牛顿力*用起来就如鱼得水。
如果题目中的问题从牛顿的经典力学来看，确实没什么问题。因为在经典物理学中，对于两个相同方向运动的物体之一，如果以同向物为参照物，那测量的速度就是它们各自相对于地面的速度之差；
如果以相反方向运动，那以相反物为参照就是速度之和，这也是经典力学中的速度叠加原理。以这个角度来看，两束方向相反的光，对其中一束光而言，V=V1+V2=2V，那么另一束光的速度肯定就是二倍的光速了。
由于光速的速度为每秒30公里，所以在这样的高速世界中，牛顿力学就开始失效，这时候我们就要用到相对论。
问题在于，在爱因斯坦的狭义相对论中，其中一束光或者另一束光都不能作为参考系，所以对这个问题进行任何讨论都是无效的，而且在光速下，时间就是静止的，那么时间静止的话，一些物理量就无法定义了，就比如速度，在时间停止的情况下你根本无法进行任何测量......
狭义相对论——时间膨胀效应
作为一种时间单位，时间是世界上最简单的东西，有了时间我们才分得清白天黑夜，而时间膨胀效应的发现，直接把时间上升到了与空间的联系。
首先时间膨胀效应大致可以分为引力引起的时间膨胀，还有速度引起的时间膨胀，在狭义相对论诞生之前，时间只是一个普通的不能再普通的物理量，但在相对论中，爱因斯坦展示了一个时空观，即时间与空间并不是完全隔绝的，而是密切关联的，也就是说时间并不是一成不变的，它会随着速度、质量的变化而变化。
引力时间膨胀：有质量的物体会使其周围的时空发生弯曲，简单来说，在大质量物体周围，时间会相对变慢，而且引力时间膨胀已经通过实验得到了证实，并广泛应用到全球GPS时间计算系统中。
速度时间膨胀：由速度引发的时间膨胀是比较难的，而我们题目中所讨论的就是这种情况，简单来说就是，当物体的运动速度越快，在观察者的眼中，这个物体运动的时间就会流逝的很慢，如果一个物体的运动速度达到最大值（真空下的光速），时间就相对静止了。
随着时间对于它来说，是相对静止的，但是这里所谓的静止，只不过是我们从地面上看起来而已，而对于达到光速飞行的人或物来说，里面的时间还是一成不变的，比如在地球上，人类的寿命最多不过是100年，换成在光速飞行的飞船中，其寿命也还是100年，只不过这100年被光速给放大了，我们需要以光速行驶100年之后，才会迎来死亡，但对于地球上的时间来说，一光年可能是几万年的时间，于是我们的寿命与地球上的时间相比，就被相对放大成了数百万年的时间。
