题目

我们能否取得大于光速c的速度？用激光器产生的光束照射月球时，在月球上形成一光斑，由于月球离地球的距离约为3.8×10⁸m，所以只要令激光器以1弧度/秒这一不大的角速度转动，就可使月球上的光斑以大于光速c的速度移动．这与物质的运动速度不能超过光速这一相对论结论是否发生矛盾？

提问时间：2021-04-01

答案

若按运动学公式v=Rω计算，那么光斑的速度就可以超过光速了．
但应注意，这里的运动学公式实质上是从几何学公式S=Rθ变化而来的，并不说明物体一定能达到按此公式计算出来的速度大小．
更重要的一点是，月球上不同时刻、不同地点的光斑是由不同的激光束产生的．光斑不断产生，又不断消失，就产生光斑运动的感觉．
前后两个光斑之间的距离不能说成是某个光斑移动距离．前后两个光斑间的距离被某个时间去除得到大于光速的数值是可能的，就象将北京与天津间的距离被一个极短的时间去除，可以得到大于光速的数值一样，但一个物体相对于任何参考系的运动速度决不会超过光速．
答：这与物质的运动速度不能超过光速这一相对论结论不矛盾．