物理学中一个众所周知的事实是，你的运动速度不能超过光速。虽然这基本上是正确的，但也过于简单化了。根据相对论，物体实际上有三种运动方式：

• 以光速
• 比光速慢的
• 比光速快

以光速运动的

阿尔伯特·爱因斯坦用来发展相对论的一个关键见解是，真空中的光总是以相同的速度运动。因此，光的粒子或光子以光速移动。这是光子可以移动的唯一速度。他们无法加速或减速。（注意：光子通过不同的材料时会改变速度。折射就是这样发生的，但是光子在真空中的绝对速度是不能改变的。）事实上，所有的玻色子都是以光速运动的，据我们所知。

比光速慢的

下一组主要粒子（据我们所知，所有非玻色子的粒子）的运动速度都比光速慢。相对论告诉我们，从物理上讲，要使这些粒子加速到达到光速是不可能的。为什么会这样？它实际上相当于一些基本的数学概念。

由于这些物体包含质量，相对论告诉我们，基于速度的物体动能方程由以下方程确定：

上面的等式中有很多，所以让我们把这些变量解包：

• γ是洛伦兹因子，这是一个在相对论中反复出现的比例因子。它指示对象移动时不同数量的变化，例如质量、长度和时间。由于γ=1/（1-v2/c2）的平方根，这就是导致所示两个方程外观不同的原因。
• m0是物体的静止质量，当物体在给定参考系中的速度为0时获得。
• c是自由空间中的光速。
• v是物体移动的速度。相对论效应只对非常高的v值有显著意义，这就是为什么在爱因斯坦出现之前，这些效应可以被忽略很久。

请注意包含变量v（表示速度）的分母。随着速度越来越接近光速（c），v2/c2项将越来越接近1。。。这意味着分母的值（“1-v2/c2的平方根”）将越来越接近0。

随着分母变小，能量本身变得越来越大，接近无穷大。因此，当你试图将一个粒子加速到接近光速时，它需要越来越多的能量。实际上，加速到光速本身需要无限的能量，这是不可能的。

根据这一推理，任何运动速度低于光速的粒子都不可能达到光速（或者说，运动速度超过光速）。

比光速快

那么如果我们有一个运动速度超过光速的粒子呢。这可能吗？

严格地说，这是可能的。这种被称为超光子的粒子已经出现在一些理论模型中，但它们几乎总是被移除，因为它们代表了模型中的基本不稳定性。到目前为止，我们还没有实验证据表明超光子确实存在。

如果确实存在超光速子，它的运动速度总是比光速快。使用与慢于光的粒子相同的推理，你可以证明，将一个超光速子减慢到光速需要无限的能量。

不同之处在于，在本例中，v项最终略大于1，这意味着平方根中的数字为负数。这就产生了一个虚数，而且从概念上讲，还不清楚拥有虚数能到底意味着什么。（不，这不是暗能量。）

比慢光还快

正如我前面提到的，当光从真空进入另一种物质时，它会变慢。带电粒子（如电子）有可能以足够的力进入材料，使其运动速度超过材料内的光。（给定物质中的光速称为介质中的光相速度。）在这种情况下，带电粒子发射一种形式的电磁辐射，称为切伦科夫辐射。

已确认的例外情况

有一种方法可以绕过光速限制。这一限制仅适用于在时空中移动的对象，但时空本身有可能以比光速更快的速度扩展，从而使其中的对象分离。

作为一个不完美的例子，想象一下两个木筏以恒定的速度顺流而下。这条河分成两条支流，每条支流上都有一只木筏漂下。虽然木筏本身总是以相同的速度移动，但由于河流本身的相对流量，它们相对彼此移动得更快。在这个例子中，河流本身就是时空。

根据目前的宇宙学模型，宇宙的遥远范围正在以高于光速的速度扩张。在早期的宇宙中，我们的宇宙也以这种速度膨胀。尽管如此，在时空的任何特定区域内，相对论施加的速度限制确实成立。

一个可能的例外

最后一点值得一提的是一个被称为光速可变（VSL）宇宙学的假设，它表明光速本身随着时间的推移而改变。这是一个极具争议的理论，几乎没有直接的实验证据支持它。这一理论之所以被提出，主要是因为它有可能解决早期宇宙演化中的某些问题，而不必求助于膨胀理论。