Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Почему нельзя разогнаться быстрее скорости света?

ОбществоТехнологии+6
Александр Горбарчук
  · 30,1 K
Сусанна Казарян, США, Физик  · 13 июл 2017

Чтобы разогнаться быстрее скорости света надо сперва разогнаться до скорости света. Из опыта жизни мы знаем, что если нам нужно чего-то добиться, то за это надо заплатить. Платим мы обычно за энергию. Посчитаем, сколько энергии (или денег) нужно затратить, чтобы достичь скорости света. 

Используем всем известную формулу Эйнштейна для полной энергии:  E = mc²/√(1-β²), где m — масса тела, а β = v/c — скорость тела (v) в единицах скорости света (c). Знакомые с математикой в этом месте уже видят, что в пределе β → 1, энергия Е → ∞, то есть разгон до скорости света требует бесконечной энергии. А с каким темпом это происходит? 

Если при скорости тела β₁ полная энергия тела равнялась Е₁, то после разгона тела до скорости β₂ > β₁, полная энергия тела станет Е₂ > Е₁. Отношение энергий δ ≡ Е₂/Е₁ = √[(1-β₁²)/((1-β₂²)], не зависит от массы тела. Вооружившись калькулятором, можно посчитать, что при β₁ = 0.9 и β₂ = 0.99 значения δ ≈ 3.09, а при значениях β₁ = 0.99 и β₂ = 0.999 значения δ ≈ 3.16. Дальше считать не надо, ибо уже достигнута асимптотика, при которой δ = √10 ≈ 3.16 или с каждой новой девяткой в величине скорости (β), энергия растёт в 3.16 раз.

Общая формула темпа роста энергии: если тело обладало скоростью β₁ = 0.9 при энергии Е₁, то для достижения скорости β = 0.9...999 (n девяток) потребуется энергия E = Е₁⋅(3.16)ⁿ⁻¹. Таким образом, неограниченный рост числа девяток (n) в величине скорости (β), приводит к неограниченному росту энергии.  

Заключение. Чтобы достичь скорости света нужно затратить бесконечное количество энергии. Таких денег в природе нет. Вот и запретила природа всем телам двигаться со скоростью света, чтобы не было перерасхода при оплате счета за энергию.

1 эксперт согласени1 эксперт не согласен

Захожу в подобного типа вопросы, чтобы прочитать великолепные ответы Сусанны. Спасибо вам.

программист, интересны квантовая механика, теория относительности и астрономия  · 5 июл 2020
Как бы вопрос бессмысленный. Скорость света - максимально возможная скорость. Разумеется вы не можете разогнаться быстрее чем максимально возможное значение =). Другой вопрос - как ведёт себя координатное ускорение тела, на которое действует постоянная сила. Оно будет падать и стремиться к нулю, то есть вы никогда не достигнете этой скорости, хотя и будете бесконечно к... Читать далее
А как же расширение вселенной со скоростью большей скорости света. Более того расширение происходит с постоянным ускорением?
Потому что при увеличении скорости увеличивается масса, а следовательно увеличивается и требуемое количество энергии для дальнейшего увеличения скорости. В итоге при приближении к скорости света, масса разгоняемого тела становится бесконечно высокой и требует бесконечного количества энергии, что невозможно. Свет со скоростью света движется, потому что у него нет... Читать далее
1 эксперт согласен

А как же увеличевшаяся масса топлива и соответственно энергия

сисадмин, руководитель среднего звена. Астрономия, лгбт.  · 14 сент 2016
совсем простыми словами вселенная устроена так, что в ней есть предельная скорость движения материи. Это просто некий коэффициент в уравнении. С этой скоростью может двигаться только безмассовый объект, потому что для разгона до этой скорости массивного объекта нужна бесконечно большая энергия. Так как свет (фотон) не имеет массы, он движется с максимально возможной... Читать далее

разогнатся можно...в мечтах и фантазиях сдесь хоть 999миллиардов световых лет в секунду разгоняй ограничения нет

ИТ-специалист  · 10 февр 2023
Если объект разгоняться быстрее скорости света, то его масса будет стремится к бесконечности, а энергию, которую в результате он получит, этот объект разрушится!
Увлекаюсь физикой  · 17 мар 2016
Даже если представить, что все прочие практические ограничения преодолены, то остаётся одна большая проблема - электромагнитное взаимодействие. Дело в том, что эта сила переносится фотоном, т.е. чтобы разнородно заряженные частицы притягивали друг друга, им нужно обменяться фотонами и "узнать" что где-то находится частица которую нужно притягивать. Это взаимодействие... Читать далее
Астрономия, физика, интернет, проблемы белых людей.  · 31 мая 2016
Частицам света, фотонам, удаётся развить скорость света за счет отсутствия массы. В буквальном смысле, фотон невесом.  Проверить это легко — протяните руку из тени на солнечный свет. Если её не прибьёт к земле — тезис об отсутствии массы у фотонов верен. Теперь о двигателях. Любой двигатель нуждается в топливе. Чем больше топлива, тем быстрее можно разогнаться. Но... Читать далее

масса у фотона есть, на фотоны действует гравитация
у него массы покоя нет, его не существует в покое

математик-программист  · 17 мар 2016
Смотрим на формулы преобразования Лоренца (ru.wikipedia.org/wiki/Преобразования_Лоренца или ссылка ) и натыкаемся, что везде присутствует такое выражение: 1/sqrt(1-v^2/c^2) (sqrt - это взятие квадратного корня, v - скорость объекта, с - скорость света). Если туда подставить v > c, то получим, что v^2/c^2 > 1 => мы берём корень из отрицательного числа и получаем в итоге... Читать далее
Прикладной математик. Программист. Студент  · 14 сент 2016
Главная причина в том, что чем быстрее Вы перемещаетесь в пространстве, тем больше увеличивается Ваша масса. На малых скоростях это почти незаметно, на скорости в 1000км\ч Ваша масса увеличится меньше, чем на 100 грам. Но когда речь заходит о скорости в 280 000 км/с увеличение скорости на те же 1000 км\ч увеличат Вашу массу в разы.  Таким образом Ваша масса будет... Читать далее
кандидат технических наук  · 16 сент 2016

Принцип относительности - вы не можете определить движитесь ли вы или покоетесь. Даже оптическими экспериментами.

А вообще ответ на ваш вопрос скрыт в квантовой механике.