原创 两只手电筒背对着打开，两束光波前距离的扩张超过光速了吗？

原标题：两只手电筒背对着打开，两束光波前距离的扩张超过光速了吗？

1905年，爱因斯坦给出了狭义相对论。狭义相对论的一个重要基础就是光速不变原理，在任何参考系中测量到的真空中的光速都是一样的。比如，在一辆行驶的火车上向前射出一束光，不论是火车上的观察者还是地面上静止的观察者测量到的那束光的速度都是一样的。在爱因斯坦的相对论里，物质或能量传播的极限速度就是光速，如果谁设计出一个情景让物质的运动速度或者信息的传递速度超过了光速，那一定是违背相对论的。

找两只手电筒靠在一起向两个相反的方向发出两束光a和b。假设这两束光的波前也有意识，它们测量到对方远离自己的速度可以用上图中的相对论速度变换公式计算出来，仍然是光速c，不会存在c+c=2c的情况。

假设经过了100年，两束a照射到星球A上，光束b刚好也照到了另一颗星球B上。如果问星球A距离地球多远？在地球上的观察者看起来是100光年。星球B距离地球多远？在地球上的观察者看起来也是100光年。星球A到星球B的距离呢？地球上的观察者给出的答案是100光年+100光年=200光年。用了100年的时间，两束光到达了相距200光年的两颗星球，这是不是违背了相对论？

相对论之所以叫相对论，是因为其有别于牛顿的时空观。在牛顿的时空观里，时间和长度的测量不会因参考系的不同而不同。而在相对论的时空观里，时间和长度的测量会因参考系的不同而不同。在地球上看起来光束a到达了100光年外的星球上，在光束a看起来，它走过的距离是0，它到达星球A不需要花时间。

在地面上的观察者看起来，光束a和光束b之间的距离扩张的速度超过了光速，但这个扩张并没有造成能量的传播速度超过光速，不论在哪个参考系中。相对论并没有问题。

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