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現今人類科技所知冇東西可以快過光速, 轉句話說光速比任何東西都快。
光速的測量方法:
最早光速的準確數值是通過觀測木星對其衛星的掩食測量的。還有轉動齒輪法、轉鏡法、克爾盒法、變頻閃光法等光速測量方法。
1983年,光速取代了保存在巴黎國際計量局的鉑制米原器被選作定義「米」的標準,並且約定光速嚴格等於299,792,458米/秒,此數值與當時的米的定義和秒的定義一致。後來,隨著實驗精度的不斷提高,光速的數值有所改變,米被定義為1/299,792,458秒內光通過的路程。
根據現代物理學,所有電磁波,包括可見光,在真空中的速度是常數,即是光速。強相互作用、電磁作用、弱相互作用傳播的速度都是光速,根據廣義相對論,萬有引力傳播的速度也是光速,且已於2003年得以證實。根據電磁學的定律,發放電磁波的物件的速度不會影響電磁波的速度。結合相對性原則,觀察者的參考坐標和發放光波的物件的速度不會影響被測量的光速,但會影響波長而產生紅移、藍移。這是狹義相對論的基礎。相對論探討的是光速而不是光,就算光被稍微減慢,也不會影響狹義相對論。
光速的物理接近光速情況下,迪卡兒座標系不再適用。同樣測量光線離開自己的速度,一個快速追光的人與一個靜止的人會測得相同的速度(光速)。這與日常生活中對速度的概念有異。兩車以50km/h的速度迎面飛馳,司機會感覺對方的車以50 + 50 = 100km/h行駛,即與自己靜止而對方以100km/h迎面駛來的情況無異。但當速度接近光速時,實驗證明簡單加法計算速度不再奏效。當兩飛船以90%光速的速度(對第三者來說)迎面飛行時,船上的人不會感覺對方的飛船以90% + 90% = 180%光速速度迎面飛來,而只是以稍低於99.5%的光速速度行駛。結果可從愛因斯坦計算速度的算式得出:
v和w是對第三者來說飛船的速度,u是感受的速度,c是光速。
相對論係講, 當你接近光速時, 你照鏡一樣見到自己個樣, 因為Lorentz transformation (velocity addition)上 光速加上光速都只是光速, 此為相對論中2個基本假設之一:光速不變原理. 第二, 時間停止係對外面既參照系而言, 自己既參照系上時間(proper time)同平時沒兩樣!
黑洞是不是快過光速呢?
黑洞是停留在宇宙深處, 黑洞並不會快過光速, 但因黑洞的吸力超大, 連附近經過的光線也會被吸進去。
黑洞是根據現代的物理理論和天文學理論,所預言的在宇宙空間中存在的一種天體區域。黑洞是由一個質量相當大的天體,在核能耗盡死亡後發生引力塌縮後形成。根據牛頓萬有引力定理,由於黑洞的第一宇宙速度過大連光也逃逸不出來,故名黑洞.在此區域內的萬有引力非常強大,任何物質都不可能從此區域內逃逸出去,甚至光線都被它強大的引力拉回,因此黑洞不會發光,不能用天文望遠鏡看到,是黑漆漆的天體,但天文學家可藉觀察黑洞周圍物質被吸引時的情況,找出黑洞位置。
根據愛因斯坦的廣義相對論,黑洞是可以預測的。他們發生於史瓦茲度量。這是由卡爾.史瓦茲於1915年發現的愛因斯坦方程的最簡單解。
根據史瓦茲解,如果一個重力天體的半徑小於一個特定的值,天體將會發生坍塌,這個半徑就叫做史瓦茲半徑。在這個半徑以下的天體,其間的時空彎曲得如此厲害,以至於其發射的所有射線,無論是來自什麼方向的,都將被吸引入這個天體的中心。因為相對論指出任何物質都不可能超越光速,在史瓦茲半徑以下的天體的任何物質——包括重力天體的組成物質——都將塌陷於中心部分。一個有理論上無限密度組成的點組成重力奇點(gravitational singularity)。由於在史瓦茲半徑內連光線都不能逃出黑洞,所以一個典型的黑洞確實是「黑」的。
史瓦茲半徑由下面式子給出:
R=\frac{3\,c^6}{32\pi M^2G^3}
G是萬有引力常數,M是天體的質量,c是光速。對於一個與地球質量相等的天體,其史瓦茲半徑只是9毫米。
特性
目前公認的理論認為,黑洞只有三個物理量有意義:質量、電荷、角動量。也就是說:對於一個黑洞,一旦這三個物理量確定下來了,這個黑洞的特性也就唯一確定了,這稱為黑洞的無毛定理,或者三毛定理。
資料來自 Yahoo!知識+ |
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