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牛顿等人创建的经典力学体系被认为不适用于高速物理,由于无法解释物体运动速度为什么无法突破光速。狭义相对论认为接近光速运动的物体质量无穷大,再大的作用力也无法有效加速。
但实际上并不是这个原因。加速电场的传播速度为光速是被加速粒子无法超光速的根本原因。举个简单例子,牛拉车,车的最大速度完全依赖于牛的最大速度,车的速度不能超过牛的速度。在加速器内,对粒子加速的是电场力,而电场力通过电磁波传递,电磁波通过与被加速粒子交换虚拟粒子传递电场力,光子的速度为光速,那么被光子加速的粒子无论如何都不会超光速。如果是质增使物质运动无法超光速,那么粒子在加速器中被加速,只要粒子速度不达到光速,粒子的质量就不会无限大,粒子就一定有加速度;这意味着,如果“真空”没有阻力,加速器中任何粒子的极限速度都是一样的,且都为光速,即粒子加速器中粒子质量、电荷量、加速电场强度、加速功率等任何参数对被加速粒子的极限速度都没有影响,最终被加速粒子的极限速度都是光速,但实际上被加速粒子极限速度受不同因素影响。
被加速粒子无法达到光速是由于它不断与场态粒子相互作用产生阻力。被加速粒子与场态粒子不断相互作用,由于运动状态对称性破缺,被加速粒子与前方场态粒子的间距总有变小的趋势,被加速粒子与后方场态粒子的间距总有变大的趋势。间距减小,引力和斥力同时增大,间距增大,引力和斥力同时减小,但引力的变化率均小于斥力变化率。因此运动时,场态粒子不断对被加速粒子施加阻力。
电场传递速度为光速注定被电场加速的粒子最大只能是光速,而被加速粒子时刻与场态粒子相互作用产生阻力,阻力随速度增加而增加,这就注定被电场加速的粒子速度只能接近光速而无法达到光速。
如果认为是质增使被加速粒子不能达到光速,那么只要不达到光速,被加速粒子一定有加速度,即无论加速器的参数如何、被加速粒子的参数如何,所有被加速粒子的最大速度一定都相同,与任何参数无关。由于暗物质的阻力存在,被加速粒子受到的阻力与被加速粒子的质量、电荷量相关;被加速粒子受到的牵引力与电荷量、加速电场强度相关,当被加速粒子受到的真空摩擦与其受到的牵引力相等时,被加速粒子达到最大速度。
也就是说,如果是质量无穷大是无法超光速的原因,那么任何参数在无穷大面前都失去意义,都不会发挥作用,只有质量无穷大发挥作用,速度不大光速,质量就不是无穷大,就一定有加速度,因此无论任何的设备参数或粒子参数对最大速度都没有任何影响。
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