✔ 最佳答案
當速度比光速慢很多倍,甚至是趨向零的時候,牛頓定律才有效,如果速度接近光速,牛頓定律必須作出調整.因為根據愛因斯坦的相對論,重量會隨著速度而改變,而兩者的關係是:
m = m0 / (1 - v^2/c^2)^0.5
m0 是物件在靜止時的重量,v 是物件的速度,c 是光速,m 是物件在速度 v 時的重量.
從這公式可知道,速度增加,重量也會增加,那麼,再根據牛頓定律,令物件加速所需要的力 F = ma 也增加了.直至物件的速度趨向光速,它的重量就趨向無限,即是說,令物件繼續加速的力也趨向無限,所以物件就無法加速,而光速就是宇宙中所有物質理論上最快的速度了.除非光速增加,物件才可進一步加速,但仍必定在光速以下.
而光的速度則受制於一些物理參數,就是介電系數(permittivity, e)和導磁率(permeability, u).兩者與光速的關係是:
c = 1 / (eu)^0.5
在絕對真空的環境下,e 和 u 的值是最小的,所以光在地球以外的太空中的速度是最快的,這也是光在這宇宙中的最快速度,約每秒299,700多公里.如果在令一個宇宙,e 和 u 有不同的值,光在那個宇宙的速度也不同了.這就是理論物理學家史提芬霍金的宇宙論.