明确了『时间是宇宙膨胀的结果』之后(请参看【时间到底是什么】),我们终于可以说清楚物体运动的速度和『时间』以及光速的关系了。
三维空间里的物体发生移动或者状态变化是宇宙膨胀造成的,它们运动和变化的每个瞬间都可以看做是宇宙膨胀过程中在第四维空间里的一张张『快照』。 光也不例外,但是光的传播并不是它背后有『能量』推着着光子向前跑,而是光子在光源产生的那一刹那,就随着宇宙的膨胀以最快的速度离开光源而去。这个速度就是我们宇宙中物质传播的极限速度:光速。注意这里的光速是指光在惯性系真空中的传播速度。
想通了这一点,就可以很容易的理解爱因斯坦的相对论所提到的“物体的运动速度越快,自身流逝的时间越慢,如果达到了光速,时间会停止”的说法。达到了光速为啥时间就停止了呢?因为光子在产生的那一刻就随着宇宙膨胀而去,就定格在了宇宙膨胀发生的那个点,只能留下了唯一张『快照』,宇宙随后发生的膨胀跟它没关系了,所以『时间』对它来说是停止的。光子能以最大速度传播是因为它没有静止质量,而其它任何有质量的物质则只能以比光速低得多的速度随宇宙不断膨胀而运动,从而在第四维空间里留下许许多多的『快照』。这些宇宙膨胀每个瞬间留下的无数『快照』在三维空间内看来就是『时间』的流逝。
假如你能以0.5倍光速进行运动,那宇宙膨胀就只能给你留下比你静止时少一半的『快照』,那在你身上流逝的『时间』就减少了一半。如果你能用光速运动,那宇宙膨胀就无法再为你留下任何『快照』,『时间』就停了。
同样基于这一点,我们也就很容易理解为什么光速在真空中的速度是恒定的。因为光是跟随宇宙膨胀传播的,与发出光的物质的速度没有任何关系,即便你以0.5倍的光速在运动同时向前发出了一道光,在旁观者看来,光也是按部就班的随着宇宙膨胀以1倍的光速传播出去的,而不是1.5倍光速。
那物质运动的速度可以快过光速吗?答案是不行的。物质超越光速的含义是以比光速更快的速度运动,但是物质运动本身是由宇宙膨胀所提供的空间来完成的。当到达光速时,和宇宙膨胀就同步,也就没有了可供运动的空间。所以光速是物质运动能达到的极限速度。
宇宙中的物质运动有极限速度并不表示宇宙中没有超过光速的事件存在和发生。因为宇宙在膨胀,所以我们所在的这个三维空间中任意两个点,都在加速背离对方。离得近的两个点相互背离的速度慢,而离得越远它们背离的速度就越快。所以在浩瀚的宇宙当中,那些距离地球十分遥远的星系和物质在远到一定程度之后,和地球的相对背离速度会超过光速。这个距离也就是我们人类目前能看得到和可探知得到的宇宙的极限边界,而边界之外的宇宙,人类无法观测到,因为那里的星系发出的光永远到不了地球。光速是宇宙中物质传播的极限速度,光都到不了,那其它形式的物质也就更加没有办法到达地球,除非有能超脱宇宙空间之外的文明,或者『神』。人类可观测的宇宙边界距离我们已经极其遥远,但与整个宇宙相比,应该仍然只是很小的一部分。所以宇宙有多大?我只能说大到无法想像。
每次仰望满天璀璨的星空,无数的光芒,我都会不禁感叹,每一粒光子从诞生的那一刻起就处于寂静与黑暗的虚无之中,即便它经历了亿万年的时空旅行,穿越无数星辰大海,在碰到吸收它的『真命天子』之前,它都是宇宙中最孤独寂寞的存在。当然不管我们看它的旅途有多么漫长而遥远,对它自己来说都没花任何『时间』。也正是光这个能凝固宇宙状态而且穿越亿万年也不变的特点,我们才能够看到数十亿年前星系的模样。
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