人类为什么不能超越光速,人类不可能超越光速

光速绝非宇宙的极限速度，人类为何无法超越光速？

许多人都有想探索太空的想法，但受限于人类飞船的速度太慢，而且目前只能在太阳系内徘徊，而说到我们的载人技术，则要落后得多，我们现在只能在月球和火星上进行火星登陆。那我们还得等到什么时候才能飞出太阳系？有人提出，只要我们的速度变得非常快，我们就可以从太阳系飞出去。

举例来说，飞出太阳系，首先要让自己的速度超过第三宇宙速度16.7公里，也就是每秒16.7公里，这样才能摆脱太阳的引力。现在，我们的新视野，旅行者，先驱者等系列飞出都有这样的速度，但这个速度只是能逃出来，而不是最快的。有人说我们只能以最快的速度，即300,000公里每秒，从太阳系中飞出来。

但这也是最快的，比如太阳系直径为1光年，如果要穿过整个太阳系，需要1年，尽管它比现在的飞船要快几千倍，但它感觉仍然很长。但那已经算不错了，因为有些科学家认为，光速几乎是不可超越的，也就是说，我们无法达到它的速度，这是当下已知的事，毕竟，如果光速不能超越，那么请问，这句话对应的是我们太阳系的文明，还是宇宙的所有文明？

尽管我们没有发现地外文明，但假定有地外文明，它们都在银河系，或者本星系群中，难道它们的速度只是低于光速吗？这显然不是，如果它们的速度也和我们一样，那么与其文明的等级绝对不相称，如果成为银河系或星系群的等级文明，其速度无法超过光速，那么它们飞越银河系或本星系群的时间将达到100,000年到100,000年。

因此，光速绝不是不可超越的，只是我们的等级不够，只要我们继续发展到二、三级，就一定能窥探光速的奥秘，从而使它突破，走向更高层次的文明。

光速为什么不能超越呢？

相对于古人，人类目前的速度已经很快了，人类可以坐飞机仅用10个小时就可以飞到10000公里外的地方，而古代没有汽车、没有飞机，最快的速度就是骑马，跑完10000公里起码需要10天左右的时间，而如果以人类最快飞行器旅行者1号的速度飞行，绕地球一周所需的时间不到一个小时，目前人类制造的飞行器达到几倍、十几倍、几十倍音速的比比皆是，这是古代人无法想象的速度，但是现代人依然觉得很慢，因为现代人发现了一个比现有速度更快的速度，那就是光速。

光速是宇宙中最快的速度

光速的值为30万公里每秒，目前被认为是宇宙中最快的速度，以光速飞行往返地球和月球仅需要两秒，往返地球和火星仅需3分钟，往返地球和太阳仅需八分钟，由此可见光速有多快，如此快的速度，人类做梦都想拥有它，人类幻想以光速在太阳系中遨游，幻想驾驶着光速飞船在宇宙中旅行，幻想突破光速实现文明的升级，但是理想是美好的，现实却很残酷，虽然人类知道掌握光速带来的好处，但是光速几乎是不可能达到的，为什么光速不可达到呢？

光速飞船

爱因斯坦曾经就解释说，物体之所以无法达到光速，根据著名质能方程式e=mc2（e是能量、m是质量，c是光速）可以看出速度与质量存在一个不可调和的矛盾，简单点说就是物体的速度越快，那么它的质量也就越大，质量越大那么所需要的能量就越大，因为需要巨大的能量才可以让物体提速，当物体的速度达到光速的时候，物体的质量也变的无穷大了，此时没有哪种能量可以给这个物体加速了，因此速度不可能达到光速。

质能方程式e=mc2断言光速无法达到

而且很多公式，比如速度公式、时间公式、质量公式都需要速度小于光速才有意义，一旦等于光速或者超越光速，这些公式通通作废，因此可见光速无法达到也不可超越，但是爱因斯坦也给了一个极为诱人的预言：如果物体的速度达到光速，那么时间就会停止；物体的速度超越光速，时间就会倒流；正是这个预言让人类即使明知道目前无法达到或者超越光速，依然尝试各种办法实现它，那么假如人类未来有一天真的实现超越光速的目标，会发生什么呢？

人类幻想拥有的光速飞船

如果未来人类真的以超光速飞行，时间真的会倒流，因为科学家已经验证了时间越快，物体速度就越慢的这个预言，如果以超光速飞行，那么按照根据你超越光速多少会看到不同时间段的历史，而且这种历史是以虚拟景象呈现在你面前的，虽然你可以看到它，但是你却触碰不到它或改变它，就好像你身处于一部真实的虚拟历史电影中一样，而此时由于你在做超光速飞行，你体内的细胞会停止分裂、因此身体变化也会停止衰老，当你飞行1个小时之后，再返回地球需要一个小时，飞船内仅仅过了2个小时，你却发现地球已经过了几百年甚至上千年时间，你已经不属于那个时代的人了。

人类梦想拥有的光速飞船

除了这些变化，你还会看到一些奇特的视觉现象，由于你是超光速飞行的，因此你会发现在光速飞船内看到的不是大片空间，而是一个缩小到只有飞船窗口大小的隧道窗口，你的视野范围就在这个窗口内，此时你会看到很多有趣的现象，你会发现光分子在你后面追逐你，继续飞行的时候，你会遇到多普勒效应，此时你会看到恒星发出的光是蓝色的，身后星星发出的光是红色的，而且你的速度越来越快，它们呈现的颜色就越明显，最后随着光速飞船的不断提高，你眼前将会漆黑一片，因为没有光可以追上你了。

为何人类无法达到光速？可能是哪些因素阻碍了人类？

人类为什么无法达到光速，那就是说超越光速有多方面的因素在发挥作用，自己总结有三方面。一方面是人的身体结构本身不支持达到这样的速度，另一方面是人类现在的能源等级远远不足以给予人们上升的这么快的速度，最后也是因为整个宇宙运行速度上限所限制的。

人类的身体强度远远不足以承受这样的加速度，如果按照人类能够承受的加速度来计算的话，人类想从0一直到光速，可能一个人生命走到尽头，也不见得能达到这样速度，因为速度太快了，人的身体就无法承受了，就像是在发射宇航员所在的飞船的时候，从地球往太空去发射的这个过程中，升空的过程中会有很强大的阻力。虽然我们可以通过增加燃料改善燃料的方式，来提升加速度它的加速度所带来的身体的负重，却是没有办法改变的。

人类现在的能源远远不足以支持我们达到光速因为速度越快本身所消耗的能源越多，而且这种消耗并不是同比例的，是呈指数上升的。也就是到了更高速度的时候，人们可能要消耗更多倍的燃料，才能带来一点点速度的提升，因为阻力越大消耗的燃料就越大，在太空之中可能没有空气阻力，无限接近于0，但这个速度的上升也必然有足够多的能源。这种能源的总量我们还没有，我们也没有足够高效的能源能够支撑这个飞行器一直加速，直到达到光速。

最后自然就是整个宇宙运行速度的上限所导致的，因为人们现在发现宇宙运行速度最快的物质就是光严格来说光甚至不能算作一种物质，光速是整个宇宙运行速度的上限，那我们怎么突破这个上限呢？突破这个上限的意思就是要打破这个框架。凭人类现在的力量以及科技的发展，想打破整个宇宙的框架限制，几乎是不可能的事情。

人类永远无法实现超光速，为什么霍金会这么说？

在很多科幻电影和小说或者动漫当中经常会出现超乎常理的存在，比如说特别常见的超越光速穿越时空的现象，在很多科幻电影当中人类已经能够做到超越光速来进行超光速太空旅行，但是这样的理论霍金在谈论的时候，却说人类永远无法实现超光速，霍金为什么会这样进行概括呢？之所以霍金说人类无法实现超光速，是因为在已知宇宙当中光速已经是最快的速度，因为在已知宇宙当中有很多条件会对速度有限制作用，最关键的一点就是速度在不同介质当中的传播，虽然光速可以在真空进行传播，但是已知宇宙当中几乎没有比真空更独特的环境，所以根据物理学概念来进行判断的话，想要达到超光速就需要在介质方面进行突破，但是已知宇宙最独特的环境就是真空状态，所以想要达到超光速并不现实。还有一种原因就是光速是恒定的，是宇宙的基本属性，没有任何东西的传播速度能够超过光速，根据有关科学家的实验证明，试图将粒子加速到光速的时候，粒子越会接近光速，这种情况下的质量也会越大，但是这种条件下就需要巨大的能量来不断支持粒子进行速度的突破，简单来说就是需要无限的能量来进行支持，才能够将粒子的速度加速到光速，这一点也可以分析，不可能提供无限的能量而且这还是对于一个粒子来说，如果对于许多更大的物质来说，想要加速到光速所需要的能量更是不可想象，所以人类想要突破光速达到超光速是一件不可能的事情。在许多物理学家假想的物质当中，存在超光子这样一种假想的粒子，他的速度可以超越光速，但是物体的速度超越光速的时候，以光速运动的物质相对来说就处于停止状态，因此如果物体的运动速度超过光速的话，可能因此就要出现时间倒推的现象，但是时间一定不会倒流，这违背了因果关系的原理，所以在已知宇宙人类无法实现超光速。

光速无法被超越，其根本原因是什么？

光速一直以来都是一个老生常谈的话题，我们也会经常在科幻电影中看到利用虫洞或其他技术让飞船实现亚光速飞行进行星际旅行，不过以目前的科学理论来说，这些科幻技术是不可能实现的。

光速每秒299792458米，是宇宙中物质运动速度的上限，而光速不可超越则是出自于爱因斯坦的狭义相对论。在狭义相对论中提到：有质量的物体是不可能超越光速的，只能无限地接近光速，却永远都无法达到光速。

狭义相对论。

首先从要从爱因斯坦的质能方程E=mc²说起。在此方程中，物质的质量m和能量E是等价的，即物质的质量越大，其能量也就越大，同时也意味着物质所含能量越大，那它的质量也就越大，这也就是说当速度越来越接近光速的时候，质量将会增加。

当一艘飞船以90%的光速飞行，那它此时的质量是飞船相对静止时的两倍，并且还意味着其引擎也要加倍输出才能使飞船加速前进。

即一个物体的运动速度越大，其质量就会越大，那么维持其高速运行时所需的能量也就越大，当物体接近光速时，其维持接近光速运动的能量就趋近于无穷大，也就是质增效应，因此物体不可能达到光速。

其实从这个公式中，我们也可以发现，当物体的速度v为光速的时候，代入公式，分母为0，在数学中，这种情况下代表的是无穷大，也就是说这个时候，物体的质量是无穷大。

而当物体的速度超过了光速，根号里面的值就变成了复数，分母中的结果会产生虚数，而实际中，虚数的存在是没有实际意义的，因此不允许物体超过光速。

那为什么光可以达到光速呢？

光具有波粒二象性，从波的角度来看，光子具有两种可能的偏振态和三个正交的波矢分量，决定了它的波长和传播方向；

而从粒子的角度来看，光子静止质量为零，电荷为零，半衰期无限长。在相对论中，光子由于无法静止，所以它没有静止质量，只具有相对论质量（动质量），因此光子能够以光速运行主要是因为其静止质量为零。

但宇宙中也存在着一些超光速现象，并且也没有违背相对论，因为在相对论所中描述的”光速不能被超越”有个前提条件，那就是有质量的物质不能达到光速。

一、量子纠缠

指的是“A”和“B”两个粒子互为纠缠状态，如果将这两个粒子放置在相距几百亿光年的宇宙两端，只要A做了一个动作，B则会和A同步做相同的动作，反之亦然，这种信息传递被科学界认为是超光速的。

二、宇宙膨胀速度

根据当前的主流理论，宇宙来源于138亿年前的一场大爆炸，但我们目前可观测的宇宙半径为460亿光年，也就是说在过去的138亿年中，宇宙至少膨胀了460亿光年，这样计算的话，宇宙膨胀的速度至少为光速的3倍多。考虑到宇宙的实际大小还要远大于930亿光年，所以宇宙膨胀的速度还要快的多。

三、虫洞理论

虫洞（爱因斯坦—罗森桥）在上世纪30年代由爱因斯坦提出存在于宇宙之间一种连接两个不同宇宙时空的便捷通道，科学家也都对此抱有很浓厚的兴趣，因为虫洞可以作为“超光速”星际旅行的一种方式，而且虫洞理论也并没有违背相对论，因为它是通过改变空间结构来实现超光速的。

目前人类所创造的速度极限是由粒子对撞机中实现的，粒子加速器的原理是利用电场加速粒子，使用磁场将带电粒子控制在加速环中加速，即磁场、加速环越大，粒子获得的能量也越高。

在实验室内，大型强子对撞机中质子获得的能量是6.5 TeV，速度已经达到了0.9999999896c，299,792,455 m / s，而一个电子要比质子轻1836倍。

人类有史以来最快的加速粒子是在LEP电子对撞机中实现的，其获得的能量为104.5GeV，速度达到了0.999999999988c，299,792,457.9964m/s，仅仅比真空中的光慢3.6毫米/秒。

总结

在爱因斯坦的狭义相对论中所提到的光速不可超越，指的是任何有质量的物体都不可能在真空中达到光速，即光速是物质运动速度的极限，而非物质世界的速度并不受光速影响。如今，人类在宇宙中所发现的超光速现象其实都是与空间有关，并不违背相对论。