如果存在一个可以无限往下掉的物体,它的速度最终会不会超越光速呢?

如题所述

如果存在一个可以无限往下掉的物体,它的速度最终会不会超越光速呢?

在地球上有一个很普遍现象,当一个物体从高处下坠时,它下坠速度会变的越来越快。而引起这一现象的原因在于地球上的作用力加速度,一般而言,一个物体的下坠时间越久、高度越大,它速度就越来越快。按照这个现象,大家很容易就会能够想起,如果一个物体无尽地掉下来,它速度便会无尽地提升,伴随着速度的不断增长,最后这一物体的速度就该会超过光速。

这种可能性存在吗?充分考虑地球上的作用力加速度大约为10米/平方米秒,这和光的速度相差太多,因而,小编认为,大家不妨用中子星来讨论这种情况,主要原因是中子星的作用力十分的吓人。有关数据显示,一颗规范中子星表面重力是地球上的7000亿倍左右,其表层作用力加速度可以达到(7 x 10^12)米/平方米秒。

依据科学家的测算,一个间距中子星表层1米、初速度为零的自由落体运动,在落地式后的速度可以达到一小时大概100万多公里!即然中子星的作用力加速度这般令人震惊,那样在距离中子星表层更远距离,掉向它物体能超过光速吗?先说答案,这一物体是没有办法超过光速的,实际且待下列剖析。依据公式计算,作用力加速度g = GM/r^2(在这儿G为引力常量,M为中子星的品质,r为物体间距中子星质心与心的距离),大家可以看到作用力加速度大小是和的距离平方米反比的。自由落体运动与星体质心与心的距离越多,遭受作用力加速度就越低,在地球上,由于地球的半径非常大(大约为6371千米)而作用力较小,所以一般的高度都是对的作用力加速度没有影响。

而中子星的构造却非常高密度,其半经一般均为十几公里,所以在中子星上,自由落体运动的高度略微提升一点,其所受到的作用力加速度便会大幅地降低。简单的讲,便是间距中子星一定的的距离自由落体运动,其所受到的作用力加速度,会比中子星表层的低些。我们也可以从肇事逃逸速度的视角去分析这种情况,在不会受到外力作用的影响下,当一个物体达到一颗星体的肇事逃逸速度时,它就能肇事逃逸到离这一星体无尽远的距离。

如果一个物体由无尽远的距离,从静息状态向一颗星体做自由落体运动时,它可以达到最大的速度其实就是这枚星体的肇事逃逸速度。实际上,中子星表层的肇事逃逸速度在理论上的最高值为15万多公里/秒(光的速度的一半),换句话说,无论我们将物体放到离中子星表层多高的部位,当它们从静息状态相较于中子星做自由落体运动时,它速度全是不能超过15万多公里/秒。能够看见,这一基本原理适用宇宙里每一个星体,如今就会有了一个问题,宇宙里还有一种比中子星吸引力更多的星体,那便是超级黑洞。在超级黑洞的事件视界之内,其肇事逃逸速度就达到了光的速度,这就使得在超级黑洞内部的,很有可能存在超光速的现象。

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第1个回答  2022-08-19
不会
从理论上讲,如果一个物体在无限向下掉落的过程中,地球的重力加速度是一个恒定的数值,那么它最终确实会被加速到超越光速,但问题是,地球的重力加速度并不是恒定的。
地球的重力加速度可用公式“g = GM/r^2”来描述,其中G、M和r分别代表引力常量、地球质量以及物体与地球质心的距离,由此可见,一个星球上的重力加速度是与物体与星球质心的距离的平方成反比的。
地球表面与地球质心的距离其实就地球的半径,我们设地球表面的重力加速度为g,那么当一个物体距离地球质心的距离为2倍地球半径时,它受到的地球重力加速度就只有1/4g,4倍就为1/16g,8倍就为1/64g……可以看到,随着距离的不断增加,地球的重力加速度指数级地下降。
第2个回答  2022-08-19
这要看是什么物体,无线往下掉也有可能速度很快,也有可能速度很慢。
第3个回答  2022-08-19
肯定是不可能超越光速的,毕竟一个物体的下坠速度是和自己的质量有关的。