一个困扰我很久的问题.根据狭义相对论,有质量物体的速度永不能达到光速.但假想做这样一个思想实验：把一个已经加速到很接近光速的有质量物体放到一个引力场中,由于引力场对物体的加

2023-04-27

问题描述：

一个困扰我很久的问题.
根据狭义相对论,有质量物体的速度永不能达到光速.但假想做这样一个思想实验：把一个已经加速到很接近光速的有质量物体放到一个引力场中,由于引力场对物体的加速作用与物体的质量没有关系（比方说,地球表面的任何物体所受的重力加速度都是g）,那这个物体是不是会继续加速以至达到甚至超过光速呢?请达人指点,并说明原因谢谢.
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最佳答案：

引力场属于牛顿经典力学的范畴,问题的根据是狭义相对论,虽然两者在处理宏观物体运动的结论上很近似,但两者基础不同.根据广义相对论,所谓引力是因为物体的质量而使周围时空产生扭曲,其他物体在扭曲时空中的运动类似于牛顿的万有引力（例如我们看地球围着太阳转,其实是因为太阳的巨大质量而引其的时空弯曲,地球与太阳之间不存在任何力,地球仍然是在我们所处的四维时空中做匀速直线运动,只是因为太阳的质量扭曲了时空,地球在扭曲的时空中的匀速直线运动看上去好像是因为引力在围着太阳转）.基于次点,在问题所列条件下,物体的运动速度不会改变,（仍然如问题所列无限接近但未达到光速）,只可能因为引力场（已经被弯曲的时空）而改变运动方向（其实运动方向也未改变,只是因为时空弯曲而显的好像是被改变了）.超过光速运动的物体是不被相对论定义的.所以4维空间事件存在的条件是小于光速并且大于绝对零度.人类目前已知的绝大多数物理学定律都只能定义此条件下集合的子集.目前理论数学和理论物理学的最前沿已经快要突破此条件的限制,部分理论已经被可观测的效应证实,但仍然只是理论,还不完备,例如将量子力学和相对论统一的量子引力论.