两物体的相对速度公式_为什么以光速相向飞行的两物体的相对速度不是2C？相对论还适用？...

看到了网上的一个提问，下面是我的回答。

正因为相对论还适用，所以速度才不是2C。不过题目中的一些概念需要先厘清一下，比如说光速运动的物体实际上是不存在的，下面我们简单分析一下。

一，光速运动的物体是不存在的

相对论告诉我们，任何静质量不为0的物体的运动速度是达不到光速的。因为达到光速，物体的质量就会变为无穷大，如果宇宙是有限的，那全宇宙的能量也推动不了这个物体。所以说一个物体真达到光速的话，那就是冲破宇宙，整个宇宙对于它来说崩塌了。相对论经受住了实践的检验，到目前为止还没有发现超光速现象的发生。比如说人们用大型对撞机对粒子加速，

世界上最大的欧洲大型强子对撞机

无论加多大能量，也无论把对撞机造的多大，只能使粒子接近光速，甚至现在已达到光速的99.9999……%，但就是达不到光速。

二，亚光速以下的速度合成符合相对论

相对论适用于宇宙间的所有运动，不但适用于亚光速(无限接近光速)运动，也适用于日常的低速运动。不但适用于低于光速的物体运动状况，按常规思维也应该适用于静质量为0物体的光速运动状况。在日常的低速运动范围，我们常用牛顿力学来进行计算，因为牛顿力学是狭义相对论在低速领域的近似理论，且计算上比相对论简单，对于远远低于光速的情况，牛顿力学的精确度足够了。对于速度的合成直接用牛顿力学框架下的伽利略变换即可，比如说对于在一条直线上互为反向运动的两个物体的相对速度就是V=V1+V2。其中V为两物体的相对速度(为了简化，这里的速度都指速率)，V1和V2分别为两物体相对于地面的速度。如果用相对论来计算，伽利略变换就要被洛伦兹变换代替，具体由以下速度合成公式：V=(V1+V2)/(1+V1V2/C)，其中C为光速，公式比较麻烦。

当V1、V2<

但当V1和V2的速度接近光速时，牛顿力学速度公式和相对论速度公式结果相差很大，这时就不能再用近似的牛顿公式，而要直接用相对论的速度合成公式。因此无限接近光速的亚光速情况下，两个物体以速度V反向运动的相对速度不再是V+V=2V，而是(V+V)/(1+VV/C)=2V/(1+V/C)。

三，常规思维下，相对论仍然适用于光速运动合成

两个静质量为0的物体(只有这种前提才有可能达到光速)各以光速C反向运动的相对速度的确不是2C，而是光速C。这个结论就是由这个公式得出，相对论依然适用。有兴趣的可以算一算，只要把V1和V2都换成C，其结果就是光速C。问题是这种光速运动的物体有吗？似乎只能拿两束光来举例了。

上述的结论正是相对论中光速不变原理的体现，所谓光速不变原理是指光在真空中的传播速度对于任何参考系来说是不变的，与观察者和光源的运动状态无关。这充分说明，光不仅是不变的，它还是物体运动的极限速度，也是物体永远达不到的速度，通俗点讲，就是你永远追不上光，你即使达到99.999999……%的光速了，光对于你来说仍然是光速。

四，一点反思

物体真要达到极限速度――光速了，比如上面所说的两束光反向运动，它们的相对速度真是光速吗？光本身是没有时间和空间的，因此它们之间是没有速度可言的，别说2C，连C也没有了。光与光之间的关系就像爱因斯坦说的，“如果追上了光会如何?”，

这一点连他也想知道，从这一点上说，光速似乎是相对论的适用界限，但相对论又是宇宙的法则规律，所以正确应该说光速是宇宙的最高限制，是相对论的使用限制，换句话说，相对论不必适用它。

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