光速为什么不能被超越，根本原因到底是什么？

首先我想说的是，光的速度可以被超越！不要惊讶，这是真的，但我们需要在耍赖、作弊的情况下才能超越光的速度，这个我们后面在说。首先我们在非相对论的基础上解释下，为什么我们不能超光速？

人类的极限速度

目前人类所创造的速度极限是在粒子对撞机中实现的，粒子加速器是利用电场加速粒子，并且使用磁场将带电粒子控制在加速环中加速，这就是说磁场、加速环越大，粒子获得的能量越高，

大型强子对撞机中质子获得的能量是6.5 TeV，速度已经达到了0.9999999896c，299,792,455 m / s。这个数字一看这和光速基本没有区别，但确实没有达到光速。但质子还不是最快的人造速度。

还记得电子吗？一个电子比质子轻了1836倍！在LEP电子对撞机中获得的能量为104.5GeV，是人类有史以来最快的加速粒子，达到了0.999999999988c，299,792,457.9964m/s，仅仅比真空中的光慢3.6毫米/秒！

这时你可能会想，就差了3.6毫米每秒，这么难么？是能量不够吗？有没有更高能量的粒子？有！人类目前造不出来，但宇宙可以，大家还记得黑洞旋转的吸积盘的，磁场比人类创造的磁场强10亿倍，喷射出来的宇宙射线（质子流）能量可以一路飙升到10^19 ev以上！

宇宙的极限速度，为什么不能被超越？

这么高的能量为什么还是没有超光速，下面就说说到宇宙的速度限制或者说能量限制了。当一个粒子的所携带的能量在5×10^19eV以上时，宇宙就开始干预粒子，不让其超过这个阈值。就是我们所说的GZK极限值！

GZK极限是以提出者Greisen、Zatsepin、Kuzmin三人姓氏之首字母为名的理论上限，描述源自远处的宇宙射线应有的理论上限值。

当粒子能量高于这个极限值，在空间中就会和微波背景发射中的光子发生相互作用，并且产生一个中性π介子，一个中性π介子就会消耗135Mev的能量！知道粒子能量降低到允许的极限值。这个极限值意味着黑洞能量再怎么高，创造出来的质子速度为299792457.99999999999999999999918米/每秒。还是不能达到光速或超光速！

这时有人就想，那宇宙微波辐射有一天会不会随着宇宙的膨胀没有了？速度就可以超光速了？不是的，空间的膨胀只会让光子的能量更低，甚至膨胀到无限低，或者波长被拉到无线电波的不断，但永远不会让光子消失。这就是解释宇宙极限速度的一种方式，如果你想听相对论版本的，下面就是！但首先你要相信相对论是正确的。

相对论是怎么解释光速不能被超越的

宇宙的速度极限，我们通常称之为光速，是宇宙运行的基本原理。相对论说，当你走得越快，你在前进方向上的空间维度就缩小得越多，当你被外部观察者看到时，你的生物钟也会运行得越慢。换句话说，空间和时间并不是一个固定的背景，在这个背景上，所有的事情都以相同的方式发生。相反，时空可以被弯曲或扭曲。

如果你看爱因斯坦相对论的核心方程式，你会发现当你接近光速时，你前进方向的空间维度会缩小到零，而你的时钟会慢到停止。一个宽度为零，时间没有变化的参考系实际上是一个不存在的参考系。因此，这就告诉我们，没有任何东西可以比光速更快，原因很简单，间和时间实际上并不存在于这个点之外。因为“速度”的概念需要测量在一定时间内在空间中走过的距离，所以速度的概念甚至在物理上并不存在于光速度之外。事实上，“比光还快”这个短语在物理上是没有意义的。这就像是说“比黑还黑”。

你可能会说爱因斯坦的相对论是错的。但现在有如此多的证据都在支持相对论，如果它是错的，以光速不变原理构筑起来的相对论大厦早就垮了。

为什么说光速又可以被超越

前文开头我为什么又说可以超光速呢？其实关于关于“光速极限”这一原理，更准确的说法应该是：“在本地空间内，没有任何东西的速度能超过光速。”这意味着如果我们使用非局部尺度，我们确实可以获得比光速更快的有效速度。

例如，如果虫洞存在，你可以有一个从地球到北极星的捷径。与从地球到北极星而没有穿过虫洞的光相比，你的速度会更快。换句话说，你会先到达北极星。这样的超光速是允许的，因为你从来没有在局部空间超过光速。如果有一束光从地球发射到北极星，并和你一起穿过虫洞，你就不可能跑得过光。

再举一个例子，宇宙中有一些遥远的恒星，它们之间的碰撞速度比光速还快。这也是允许的，因为星系并不是本地速度。这些星系会认为自己相对于周围的空间根本就没有动，谈何超光速。

还有一个例子，我们经常会看到核反应堆发出幽幽的蓝光，这时切伦科夫辐射，光子在水中的速度受到了限制，而电子这时就超过了光速！