超光速飞行.jpg爱因斯坦理论的信仰者们必须接受一个理论,那就是光速是宇宙中最快的速度,任何物体的速度都不可能超过光速(两束反向发射的光,它们的相对速度依然是c,而不是2c)。

但是,却有一个不容否定的事实,天文学家的确观测到了运行速度大于光速的天体。这是怎么回事呢?爱因斯坦错了?相对论有误?还是有其他不为我们知道的秘密?

不过要是想从这个事实推翻相对论是不大可能的,因为爱因斯坦的信仰者们从简单的几何定理出发,就解释了这个现象。

首先我们得反问一下自己:我们能够观测到速度吗?显然不能,我们能够测量的只是路程和时间,我们无法观测到速度,我们只是间接使用$v=s/t$来得到速度。这样一来,问题就出在了s和t上面了。有什么问题呢?请看下图

超光速-示意图.PNG

P为观测者,O为运动的天体,物体以v速度向OQ方向移动,OP为视方向,RQ为横向。设OQ=r,则$t=r/v$,而我们看到天体从R运行到Q的时间为$r/v-\frac{r cos\theta}{c}$。于是我们看到的横向速度为$v'=\frac{r sin\theta}{r/v-\frac{r cos\theta}{c}}=\frac{cv*sin\theta}{c-v cos\theta}$。计算$\frac{dv'}{d\theta}=0$不难得出,当$c*cos\theta=v$时,取最大值,此时
$v'=\frac{v}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$

当$v->c$时,$v'->\infty$。所以我们有可能看到运动速度为任意大的天体!


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