为什么说光速不能被超越？
这里先给出个答案，光速其实可以被超越，宇宙中有很多超光速的现象。不过，我们也可以理解成光速无法被超越，不过这个限定是对于物质、信息、能量来说的。具体是咋回事呢？
这其实和爱因斯坦的相对论有关，今天，我们就来简单地聊一聊这个问题。
牛顿理论和麦克斯韦理论的矛盾
其实，从很早以前，光速就是一个让学者们很痛苦的问题。因为要测量光速实在是太困难了。伽利略就曾经想要通过实验来测量光速，结果他实验失败了。现在，我们知道，光速大概是3*10^8m/s，一秒钟可以绕地球七圈半，按照这个速度，伽利略时代的科学技术是不可能测得准的。
由于根本没有办法测量光速，所以这种接近于光速的高速现象，物理学家也就捕捉不到，更没办法拿来验证已经存在的理论。所以，牛顿后来提出牛顿力学时，几乎所有的人都认为，在光速下，牛顿力学可以非常准确。
具体来说，如果你在一列火车上，手里有个手电筒，这个时候，你沿着火车行驶的方向把光射出去，如果有个地面观测者，那他看到光的运动速度就应该是光速加上火车的速度。这其实就是我们初高中学到的参考系的相关知识。
只是万万没想到，后来物理学界又出现了一个大咖，这位大咖就是麦克斯韦。他提出了著名的麦克斯韦方程。
他预言了电磁波的存在，而且光就是一种电磁波。麦克斯韦的理论和牛顿力学在当时的物理学界是具有同等地位的，但两者却产生了矛盾。具体来说就是，麦克斯韦方程是可以推导出光速的表达式的，c=1/ε0μ0，其中ε0被叫做真空介电常数，而μ0被叫做真空磁导率。ε0和μ0都是常数，也就是固定值，所以，我们会发现光速c也是一个固定值。
当科学家们看到这个结果时，其实有点摸不到头脑。原因也很简单，按照牛顿力学，光速应该不是一个固定值，这不就相互矛盾了吗？
为了调和这个矛盾，于是，就有人提出这么一个观点，水波的传递是需要介质的，也就是水。
光在当时也被认为是一种波，因此，光传递也应该需要介质。麦克斯韦方程推导出来的光速实际上就是光相对于这种介质的速度，这种介质也被叫做以太。于是，科学家就开始做各种实验来找以太，结果无一例外，全部都失败了。
相对论
既然找不到以太，26岁的专利局三级技术员爱因斯坦就打破了当时的固有认识，他认为根本不存在“以太”。光传递不需要介质，可以在真空中传播。于是，他以光速不变原理以及伽利略变换为基础，推导出了狭义相对论和质能等价。
这里的光速不变原理，说的就是光速在任何惯性参考下的速度都不变，都是光速c=3*10^8m/s。
在狭义相对论中，爱因斯坦统一了空间和时间，他认为不应该把空间和时间分开来对待，而应该一起对待，把它们并称为时空。而我们所生活的世界就是四维时空，三维的空间加上一维的时间。后来，爱因斯坦大学的数学老师闵可夫斯基在狭义相对论的基础上，就提出了光锥的概念。
在质能等价当中，爱因斯坦统一了质量和能量，他认为质量和能量是一回事，是一个物体的两个面，质量里有能量，能量里有质量。我们可以用质能方程E=mc^2来表述两者的等价关系。
在质能等价的推导过程中，爱因斯坦推导了在光速状态下，物体质量的变化，结果，他得到了下面这样一个式子。
这个式子告诉我们，物体的速度无法超光速，当速度越接近于光速时，质量就会越大。其实，根据牛顿定律我们也知道，如果要给质量大的物体加速，相对而言难度会比给质量小的物体加速大。因此，要给有质量的物体加速到光速，那就需要无穷大的能量。因此，这是不可能发生的。后来，也有科学家指出，爱因斯坦的推导有循环论证的嫌疑，这是因为他是假设了光速不变原理进行推导的，势必会推导出这样的结果。于是，许多数学家和物理学家也加入到完善这项工作当中来，弥补了这个漏洞。
所以，通过狭义相对论和质能等价，我们可以得出，凡是静止质量不为0的物体，都无法达到光速，在宇宙中，只有光子和胶子是静止质量为0，理论上只有它们可以达到光速。不过，这些其实是针对于物质、信息和能量而言。
超光速现象
在宇宙中其实不光有物质、信息和能量，还存在着一些可以超光速的现象。最常见的就是宇宙膨胀，这是一种空间的膨胀，空间既不属于物质，也不属于信息，更不属于能量。因此，空间的膨胀是可以超越光速的。正是因为空间膨胀可以超越光速，并且宇宙有个起点，也就是138亿年前的大爆炸。因此，人类实际上能观测到的范围是有限的，直径大概是930亿光年，这也被称为可观测宇宙，是宇宙的一部分。
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