宇宙爲什麼要限制我們超光速？

面對宇宙時空的不存在，我們許多人會感到既困惑又着迷。數百萬年的進化塑造了我們的常識，讓我們本能地抗拒這樣的觀念。

我們雖然可以觀察到時間的痕跡在我們所居住的這個微小星球上，但時間本身是個頗爲抽象的概念，它無形無體，時刻流轉。

時間的複雜性雖使人驚訝，但我們尚能適應這個觀念——時間遠比我們想象的要複雜。

然而，空間的概念我們自以爲熟悉，實則不然。我們對空間的理解也同樣有誤。

在一般人的認知中，一米難道不就是一米嗎？

事實並非如此，米的定義取決於觀察者是誰。

空間與時間緊密相連：時間若有變化，距離自然會隨之改變。

你可能迷惑不解，爲何會如此？

爲何時間膨脹會伴隨着距離和長度的收縮？

答案在於自然界中一個鐵則——光速是絕對不可超越的速度限制。

若距離不收縮，你便會違反光速限制。

在宇宙空間中，光速約爲每秒300,000公里。

站在地球上的觀察者會看到你以87%的光速，也就是每秒260,000公里在移動。

以這樣的速度飛馳的你，會體驗到你的一秒與觀察者的一秒不同。在87%光速下，你的一秒相當於地球的兩秒——在這兩秒內，地球的觀察者會看到你移動了520,000公里。

在旁觀者眼裡，你移動的距離比你自身在一秒內移動的距離多了一倍。

這似乎並不奇怪，是嗎？

實際上，你移動的距離在你的時間裡只過了一秒。

那麼對你來說，你的速度就是520,000公里/秒。

但光速只有300,000公里/秒。你將打破宇宙中的速度極限……

但這是被禁止的，不是由警察而是由自然規律來執法。記住，沒有物體可以超過光速運動。20世紀初的許多實驗證實了這一點，太空中的光速也是如此（既不會更快，也不會更慢）。牛頓無法解釋這種現象，如果他繼續用他的理論來觀察世界。而愛因斯坦做到了，基於他的理論。

在他的狹義相對論中，爲了確保任何物體都不可能超過光速，時間的膨脹必須伴隨距離的收縮。

如果一個人站在地球上的時間流速比你快一倍，那麼在你的感覺上，你移動的距離會比地球上的觀察者感覺的短一半。

以87%光速移動的你，並不會覺得自己每秒移動了520,000公里，而只移動了260,000公里。在地球觀察者眼中的一公里，在你這裡只有半公里。

但你的速度依舊不變，無論是你自己測量還是他人測量。

速度不取決於觀察者，但時間和長度則與觀察者有關。

當你移動得更快，遠方的星系看起來更近，因爲實際上它們在空間上是更近了。這是千真萬確的。這不僅僅發生在物體與你的距離上，物體本身也會隨着速度的增加而縮短。在沒有同樣高速移動的人看來，高速移動的火箭和上面的乘客都縮小了。你自己也是如此。以87%的光速飛行的你，像超人一樣，在前進中高舉雙臂，對於地球人來說，你的身高只有原來的一半。但在與你同速飛行的人看來，你依舊如常，因爲他們用來量度你身高的尺子也同樣縮短了……

所有這些都源於一個觀念——宇宙中存在一個恆定的、有限的、不可逾越的光速。

愛因斯坦在1905年發表的狹義相對論論文中闡述了這些觀點。這個理論揭示了大自然對所有想要進行高速旅行者的規定。

它令人費解嗎？自然是。

它反直覺嗎？絕對如此。

但大自然就是如此運作的。