如果宇宙飛船以光速前進，打開大燈的話，會照亮前方的路嗎？

想要領會這個問題，起首我們需要知道一個根本的概念，也是狹義相對論的一個根本命題，那就是光速不變道理。說的是光速相對于任何慣性系城市連結一個恒定的速度（299792458米/秒），不知足我們日常糊口中所習慣速度疊加道理，也就是說非論您相對于光源如何活動，您所看到的光速都是恒定的，而且對任何一個參考系都是當作立的。這個概念是解決這個問題的關頭。

光速不變道理是在1887年的邁克爾遜-莫雷嘗試中獲得了證實，這個嘗試也證實了宇宙中靜止的以太介質是不存在的，若是光的傳布真的依靠于任何介質的話，那么不雅察者相對于介質的活動，就會導致光速發生改變。但在1887年的嘗試中我們并沒有發現兩條彼此垂直的光線在顛末特定距離的活動后發生某種特別的干與特征。而是不管地球相對于宇宙空間怎么活動，兩條光線的干與狀況都不會發生改變。

這個嘗試也顛末了嚴酷的驗證和審查，也獲得了1907年的諾貝爾獎。是以光速不變道理，絕對是沒有問題的，隨后按照這個命題，愛因斯坦也成長出了狹義相對論，證實了時候、空間是相對的，它們會跟著物體的活動狀況而改變。并且也指出了宇宙中一切攜帶信息的粒子傳布速度不克不及跨越真空中光速，當然這也包羅光子。

這里多說一句，并不是說有質量的物體不克不及超真空中光速，而是信息的傳布速度不克不及超光速，這樣說更完整、也更準確，因為無質量的粒子還有一個膠子，那么它就能超光速了？顯然不是的。而為什么宇宙中的信息極限速度剛好就是光速呢？

這跟布滿全天空的微波輻射布景有關系，因為任何帶電粒子在宇宙中的活動達到必然的能量值城市于微波布景輻射的光子發生彼此感化，并損掉能量。也就是說宇宙中的任何攜帶的能量都是有個閾值稱為GZK極限。

知道了以上的常識，我們再說下今天這個問題。

飛船以光速進步，或者跨越光速，然后打開大燈，這個光的是怎么活動的？這分為兩種環境，一個是在飛船內的不雅察者看是怎么樣的；二是飛船外的不雅察者看是如何的。

以飛船內的不雅察者為例，即使飛船以光速運行，在飛船打開大燈的時辰，不管飛船的活動速度若何，飛船發出的光相對于飛船以及內部的不雅察者依舊是以光速傳布。也就是說，在飛船內部看來，大燈的光也會相對您以299792458米/秒的速度往前飛。是以光線是可以發出去的，按理說是可以照亮前面的路的。

可是別忘了，宇宙飛船在宇宙中飛翔開燈的確就是畫蛇添足。因為暗中的空間中，任何物體都沒有，即使您開燈了，光線也會一向往前跑，不會有一丁點的光線反射回您的眼睛，是以等我們人類今后開辟出光速飛船了，設計師是不會給宇宙飛船裝前照燈的，而是會在飛船的四周裝一些空氣燈，能讓外部的不雅察者看起來炫酷一點。再彌補一點，即使飛船超光速，以上的環境也當作立。接下來的環境就比力有趣了！

以飛船外部的不雅察者為例，環境就稍微復雜了一點。您看，您在暗中的宇宙中以光速穿行，假如四周沒有任何的參考系，您就無法分辯您是靜止的仍是在活動的，可是在外部的不雅察者看來，您正以光速的前行，而您的宇宙飛船發出的光線相對于外部不雅察者也是光速，上文說了，光的活動速度不會因為光源的速度發生改變，所以在外部不雅察者看來您和您所發出的光線速度是一樣的。光線并不克不及比您跑的更快，您兩根基就處在統一程度線上。

而因為多普勒響應，您如果標的目的外部不雅察者活動，外部不雅察者看到您所發出的光線就會藍移，因為飛船的速度很是快，這些光線的波長會被壓縮的很是短，甚至達到可見光譜外的紫外線波段。當您遠離外部不雅察者時，又會看到光線紅移很快就會消逝。

若是您的飛船跨越光速，那么在外部不雅察者看來，光是跑不外您的，而是大量的光線都被您壓縮到了飛船的頂端，若是您飛船的材料布局十分不變就會沖破光障，將光線甩到死后。這種現象跟核反映堆中的契倫科夫輻射是一樣的，因為核反映堆會釋放出高能電子，這些電子在水中的傳布速度會跨越光在水中的傳布速度，那么在電子的行進的前端會發生震波波前，近似于超音速飛翔器的音爆現象。

總結

所以不管您的飛船活動的多快，對飛船內部的人來說，開燈是可以把光線發射出去的，可是在宇宙中沒有開燈這么一說，因為宇宙中那么多恒星，光速比您飛船的燈要亮數萬億內，也沒有把宇宙照亮，即使您在一顆恒星的四周，只要背對這顆恒星，您看到的也是一片暗中。所以開燈是在華侈資本。

固然在外部不雅察者看來，您的光線并沒有被發射出去，您和您發射的光線是同時達到目標地的，但外部不雅察者看到的，并不會影響您的感觸感染。