爱因斯坦说有质量的物体不可能达到光速,又说宇宙膨胀超过光速,自相矛盾?

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艾伯史密斯
2020-05-02 · 探索讨论科学问题,坚持客观严谨态度!
艾伯史密斯
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并不矛盾,相对论要求的是有效信息传递速度不能超过光速,宇宙膨胀虽然超过光速,但是并不能用来传递有效信息。

  爱因斯坦在1905年建立狭义相对论,以光速不变原理和狭义相对性原理为基础,推导出物体运动速度不能超过光速,而且有静止质量的物体不能达到光速,只能无限接近光速。

  

  其实早在麦克斯韦建立电磁学方程组时,就发现光速可以根据真空介电常数(ε0)和真空磁导率(μ)推导出来,由于ε0和μ均为常数,而且这两个常数不依赖于参考系,意味着光速c也不依赖于参考系成立,所以在麦克斯韦方程组中,已经暗示了光速不变原理。

  经典力学为了解决这个困境,反而引入了错误的“以太”,后来爱因斯坦正式把光速不变作为基本原理,也就彻底摧毁了以太模型。

  本质地说,相对论中要求的速度上限,是说有效信息的传递速度不能超过光速,由于任何物体都可以承载信息,所以物体的运动速度自然不能超过光速。

  

  但是在实际当中,存在一些超光速现象,比如量子纠缠的速度就是超光速的,还有宇宙膨胀速度也可以超过光速。

  根据哈勃定律(Vf = Hc x D),哈勃常数Hc=67.80±0.77(km/s)/Mpc,我们可以计算出,以目前宇宙的膨胀速度计算,对于相距144亿光年的两个星系,因为宇宙膨胀导致的退行速度已经达到光速。

  目前我们可观测宇宙的实际直径大约是930亿光年,所以在我们可观测宇宙两端的星系,远离速度已经超越了光速。但是这并不违背相对论原理。

  

  因为我们无法利用宇宙膨胀速度来传递有效信息,量子纠缠的速度也是一样的,我们无法利用量子纠缠来直接传递信息,所以量子纠缠的速度可以超越光速;在量子通信当中,只有传统信息和量子纠缠产生的随机信息相结合,才能实现有效信息的传递,从而达到加密效果,但是量子通信整体是不能超光速的。

黎黎立离
2020-05-03 · TA获得超过1917个赞
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我觉得爱因斯坦这句话并不矛盾。宇宙是一个宏观的物体,虽然它有质量但是它本身就囊括了世间万物,所以它跳脱出物体的行列,因此它的膨胀速度可以超过光速。
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职场百事露露
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2020-05-03 · 时光匆匆,就让岁月静好吧。
职场百事露露
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已经变得矛盾了,光速很快,不能超越是一个点。但是又反过来说宇宙膨胀超过光速,这又是另外的一个观点。
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职场小吴老师
2020-05-02 · TA获得超过368个赞
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这种说法其实并不矛盾,因为他的这两种说法是从不同的角度来计较说明的,宇宙膨胀并不在地球规律之内
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