通俗科普：宇宙为何有光速限制？如果超过光速会发生什么？

我们都知道，光速是宇宙中的速度极限，任何物体和信息的传播速度都不可能超过光速，那么宇宙为何有光速限制？不限制不行吗？如果物体和信息的传播速度超过光速会发生什么？

简单讲，光速极限是四维时空的内在秉性。宇宙有光速限制，光速与时间密不可分，速度可以让时间变慢，甚至让时间暂停（达到光速时间暂定）。如果超过光速，意味着时间倒流。

如何理解上面的事实？我们需要明白一点。

时间和空间（简称时空）是相对的，并不是绝对的，也就是说，即使是地球上的你我（即使我们两人面对面），感受到的时空流逝速度都是不一样的。影响时间的并不仅仅是速度，还有引力（这篇文章只讨论速度对时间的影响，引力的影响以后再讨论）。

按照爱因斯坦狭义相对论中时间膨胀的诠释，如果你以无限接近光速的速度飞行，你可以瞬间到达任何遥远的距离，你只需要几秒钟甚至更短的时间到达成千上万光年之外的地方（取决于你到底有多么接近光速）

但是对于地球上的我这个观察者来讲，你想要到达一光年外的地方，仍旧需要飞行一年，这里的一年只是我的感受，对于你来讲，可能只需要几秒钟就到达了。

也就是说，你的几秒钟就相当于我的一年！

这种相对时空观彻底颠覆了我们的传统认知。传统的牛顿绝对时空观告诉我们，无论在什么情况下，时间流逝速度都是绝对不变的，这也符合大部分人的生活习惯，毕竟我们每天感觉到的时间流逝速度都是一样的。

之所以我们会有“绝对时空观”的错觉，主要原因还是我们生活在低速世界，速度对时间的影响几乎可以忽略不计，我们也感觉不到，差异非常小。

这里有一个极端的情况。

如果你能够无限接近光速飞行，意味着你的时间趋于静止，结果可能是非常疯狂的：你不可能度过自己的一生，甚至只能活几秒钟就死去了。因为时间膨胀因素，你的几秒钟相对于宇宙来讲已经过去了无限长的时间，宇宙早就毁灭了。如果宇宙都毁灭了，你当然也不可能存在了！

网络上有人经常会问这样的问题：如果光子能像人类那样有自我意识，光子会看到什么呢？会有什么样的感觉呢？

实际上这种问题是没有意义的。对于光子来讲，无所谓“时间”的概念，对于光子来讲，时间是完全暂停的，没有过去和将来的概念，有的只是现在。光子可以瞬间（不需要时间）到达任意遥远的距离（注意这里是以光子自身来讲的，不是以我们为参照系）。

也就是说，只要你的速度足够快，就可以在非常短的时间里（比如几秒钟）跨越上万光年甚至更远的浩瀚距离。

光速和时间的这种关系证明了两点：

宇宙万事万物的存在离不开四维时空，光速是四维时空的速度限制（或许存在更高维度的时空，那里的最低速度就是光速，谁知道呢？）。

还有一点：我们只能无限接近光速飞行，不能达到甚至超越光速。因为一旦超越光速，你将脱离四维时空，意味着你将不属于这个世界。而你本身就是这个世界的一部分，两者本身就是矛盾的，所以你不可能超越光速。

虽然狭义相对论诞生一百多年了，但仍旧有不少人无论如何不相信它是真的。实际上，狭义相对论中的时间膨胀效应早已深入到我们日常生活中，比如平时我们经常用的导航，就是时间膨胀的实际应用。

由于天上卫星的高速运动，时间会变慢（当然还有引力作用，这里先略过不讲），要想让地面和卫星上的时间保持一致，必须对卫星上的时钟进行微调，不然的话，卫星导航会完全失效。因为即便是非常微弱的时间差异，累积起来也会有很大影响。

最后再说一点，速度不仅仅会影响时间的流速速度，还会影响物体的质量，空间长度等，具体的公式如下：

速度越快，物体质量就越大，空间长度就会缩短（尺缩效应），时间流逝速度就会变慢。