人類如果能夠到達光速,會看到什麼不同的景象

2022-02-17 05:07:26 字數 4743 閱讀 8244

1樓:小顏愛遊戲

前面我寫了很多文章來介紹狹義相對論,其中有一個核心的思想就是:光速在真空中恆定不變。很多人把「光速不變」理解成為一個推匯出來的理論,其實誠如我之前所說,光速不變不是理論推匯出來的,而是無數科學家團隊做實驗發現的。

有不少人說光速不變是因為光速太快,導致測量的儀器精度不夠,也就是把「光速不變」這種現象解釋成為實驗的失誤造成,其實我要告訴大家的是,做這個測量光速實驗的是不同的團隊,不同的人,用不同的方法和原理測量出來的,你如果非要說是實驗儀器導致的誤差,那麼怎麼可能所有團隊都產生了一個相同的誤差,而且大家測量的光速不是大於c,不是小於c,而是恰好等於c,這足以說明光速永遠是c是這個世界的內在屬性,這個屬性不以人的意志為轉移。

理解了這一點之後就帶來一個問題,如果我在一列光速運動的火車裡面,去看一束與火車有相同運動方向的光,會看到這個光與我靜止嗎?也就是我能否追上光從而看到光與我處於相同靜止的狀態?

但是我要告訴你的是,以上的分析是錯誤的,因為你沒有考慮到「時間的相對性」。

什麼是「時間的相對性」?我前面已經講過無數遍了,如果沒看往期文章我再簡單講述下,就是說「時間」這個物理量和「速度」是一樣的,我們知道談速度前需要指明參考系,並且換了參考系看相同的物體其速度會有變化,那麼「時間」也是這樣的。

愛因斯坦認為談時間之前也必須指明參考系,並且換了參考系看同一個物體的運動,得出的時間也是會變化的,比如你靜止於地面往上扔一個小球,小球落地整個過程,如果你把計時器放地面靜止去計時,假設花費了2秒,這個2秒只針對地面這個參考系才有效,如果換成其它參考系,這個2秒會變的,比如你如果把計時器放到一個接近光速運動的火車裡面,讓計時器去計時相同的過程,你會發現這個計時器顯示的時間也許是20年!具體2秒是如何換算成20年,就是看這個火車的速度到底有多接近光速,也就是用愛因斯坦的「時間膨脹公式」來計算,如下圖所示。△t是以地面為參考系的計時,△t'是以火車為參考系的計時,v是火車的速度,c是光速。

當你掌握了以上知識我們就可以接著分析,當你在火車裡面越接近光速,其實你的時間流逝的越慢,所以當火車速度等於光速了(由於你坐著火車裡,所以你的速度也等於光速),表面上看你似乎追上光了,但是請注意你「追上光」的這個行為,只有在地面為參考系才會看到,也就是隻有「地面人」會看到你和光的確是同步在運動,你自己以「火車」為參考系,你看不到這個同步運動,你只會看到這束光依然是以速度c從你的火車窗前一晃而過。

這就神奇了,為什麼相同的物理過程,地面人去看發現你和光是同步在走,而你自己在火車裡去看光卻發現光依然是在你旁邊呼嘯而過?答案很簡單,因為時間具有相對性。當你速度等於光速,實際上以地面為參考系會發現車裡的一切已經靜止不動了,這裡的靜止不動是指整個火車裡面時間已經不走了,如果車裡有個手錶,你會發現手錶壓根沒走了,不僅僅手錶沒走,車裡的人生理變化等一切的一切都不動了,但是由於你是坐著火車裡面,火車本身有一個速度c,所以實際車裡的一切事物其實還是在運動的,只不過車裡的事物無法再產生額外的「空間移動」。

整個車裡的場景就像是一副「靜態」的**。

但是要注意,時間是相對的,剛剛的場景是以地面為參考系看到的時間,如果視角切換到火車,火車裡的人一點都不覺得時間靜止了,相反他覺得時間再正常不過了,並且也會發現旁邊的這束光以速度c呼嘯而過,這個世界的一切都是非常非常的正常。

這裡假設車裡的人計時0.000000001秒,假設他看到光跑了一定的距離x,(這裡假設時間很短是因為光速度太快,光一秒可以跑299792458米,時間弄短點至少可以確保車裡的人看到光不至於一下子跑太遠),車裡的人如果用先進儀器記錄「光跑的過程」會發現0.000000001秒內光跑了2.

99792458米。

但是請注意這個0.000000001秒是以火車為參考系計時的,利用剛剛的時間膨脹公式,我們現在已知

△t'=0.000000001秒,v=c,帶入可以算出△t等於無窮大。也就是說車裡的人感覺時間只過了一點點,地面人已經經歷了無窮大的時間了,這已經不能用滄海桑田來形容時間之長了。

所以地面人是看不到「光從火車裡面的人旁邊呼嘯而過」的場景的,但是火車裡面的人卻可以看到。

所以大家明白了吧,地面人為什麼和火車裡面的人看到了不一樣的場景,其實大家看到的還是相同的場景,只不過地面人無法擁有無窮大的時間去看到「光從車裡人旁邊呼嘯而過」而已,也就是說地面人表示「時間傷不起」我們等不了那麼久。一個看似矛盾的結論,其實是因為大家經歷的時間具有不同的狀態而已,實際並不矛盾。

為什麼我們無法追上光?因為當你速度等於c時,地面人可以看見你和光的確在一起走,但是你自己卻發現光還是比你快,而且光比你快多少呢?不大不小就是c,光永遠比你快c這個速度,你永遠追不上光。

2樓:三晉老曹

如果以光速穿行,你會看到什麼?與地球上有什麼不同?

3樓:安非果子皮

會看到一片黑暗,因為自然界中幾乎沒有物體能夠在光速條件下執行,當人類到達了光速,其視野中將不會出現任何物質,即一片漆黑。

4樓:乾燥溫度

人類如果能到達光速,如果剛好等於光速,就會是時間禁止,如果超越光速,就會出現時間倒流的景象,你品你細品。

5樓:小小凸凸

從理論上講,達到光速的人類因大腦處理時間存在侷限,會看到籃紅模糊的形象,在現實中,目前人類的科技還沒能達到。

6樓:冰雹呼叫狍子

有可能穿越到過去。人眼看到一切的事物都在運動是因為人的速度遠遠比不上光速,當二者處於同一速度時,時間便會失去一維性,出現相對靜止的狀態,時空會發生倒流,人會回到過去。

如果人類到達宇宙邊界,會看到什麼景象?

7樓:匿名使用者

如果未來人類科技發展到足夠的高度,能夠使用某種技術前往宇宙的邊界,會看到什麼景象呢?科學家介紹道,要搞明白這個問題,首先要明白「宇宙的邊界」到底是什麼。

也許有人會說,這不是廢話嗎,任何東西當然都是具有質量的。其實不然,比如唯一能真正達到光速的光子,就不具備靜止質量,只有運動的時候才具備質量。為什麼要講這個看似和「宇宙邊界」無關的概念呢?

其實它們有著非常基本的關係。正是因為宇宙中的另一種速度超越了光速,所以才有了宇宙的邊界。而它的「超越光速」並沒有違反愛因斯坦相對論,恰恰就是因為它不具備「靜止質量」,它就是我們非常熟悉的一種事物:

空間。根據宇宙大**理論,宇宙從誕生之初就開始膨脹,並且這種膨脹到現在也在進行著。而宇宙膨脹的實質是什麼呢?其實就是空間的膨脹。

你可以把宇宙的空間想象成一塊饅頭,不同的星系就像是鑲嵌在饅頭裡的芝麻,當這個饅頭不斷膨脹地時候,任意兩個芝麻之間的距離就會越來越遠,而不同的芝麻之間「互相離去」的速度是不同的,比如靠近饅頭中心的兩個芝麻間的這種速度就比較小,而饅頭左右兩個邊緣位置的兩個芝麻間的這種速度就很大。而兩個芝麻相隔的距離越遠,這種「互相離去」的速度就會越大。

這時候,「宇宙邊界」的狀況就產生了。當兩個星系之間的距離遠到了那種「互相離去的速度」達到光速的時候,另一個星系產生的光,即便向著這個星系傳播,它的傳播速度也小於空間的退行速度,所以它永遠無法傳到這個星系。這個距離是多遠呢?

它就是天文學上很典型的「可觀測宇宙範圍」,即465億光年。根據這個原理,在465億光年之外的星系,我們在地球的位置是永遠無法觀察到的,而天文觀測到的實際情況也和這個結論一致。這就是那個令人感到絕望的「宇宙的邊界」。

如果某天人類能夠到達宇宙的邊界,會看到什麼呢?科學家分析認為,根據現在既有的科學知識,會有三種可能的情況。

第一種是和我們能夠觀測的宇宙類似,由無數的星系、星雲、類星體、黑洞組成的宇宙空間,延綿向著更遠的地方傳播開來。科學家認為,這是根據現有常識最容易做出的一種推論,也是最沒有趣味的一種。第二種情況有點燒腦,有可能我們現在能觀測到的宇宙,僅僅是另一個宇宙中非常小的一種微粒。

在那個宇宙裡,不同的微粒又重新構成一個五彩繽紛的世界。一個宇宙中的「無限大」趨近於另一個宇宙中的「無限小」,彼此之間環環相連,構成真正的宇宙全景。科學家介紹道,量子力學上的很多前沿研究現象,已經多次暗示這種情況的可能性,如果某天人類真的來到宇宙邊緣,極有可能看到這個景象。

第三種情況屬於弦理論預言的「不同維度宇宙」的交疊。科學家介紹道,這個情況中「宇宙的邊界」概念要稍微換一換,它不再指465億光年那樣無限遙遠的地方,而是弦理論中預言的「無限小的粒子」:弦。

在不同的弦的層面,粒子間使用特定的物理法則,使不同維度的宇宙之間產生聯絡。當人類的科技能夠突破弦的尺度時,也許我們就能夠開啟「宇宙邊界」的大門,看到一幅全新的景象了。

雖然宇宙邊界的問題讓處於這個時代的我們感到非常無助,但是人類發展的速度是在加速進行的,也許僅僅50年後就會成為另一幅無法想象的樣子。人類真正能夠接觸宇宙邊界的那一天,也許在千百年之後會真正地到來,那時候會是多麼高興。

8樓:浮生晨風

宇宙的邊界還在不停的向外擴張,所以能夠看到的景象是無限的星河。

9樓:小樊故事會

應該是到不了的,畢竟現在科學技術還有一定的缺陷

10樓:

我覺得人類應該是不會有到達宇宙的邊界的那一天的

11樓:不三不四的女子

人類到達宇宙邊界應該是非常難得,人類是非常的渺小的

12樓:

可能會看到另一個黑暗的世界吧,這畢竟不是我們能夠猜測的。

13樓:否羑澤丶亦良

以現在的科技根本到不了那一天,宇宙到底有沒有邊界還是未知的。

14樓:武漢黑鴨

因該那是世界上最美的景象了吧,但是目前的手段還是無法做到的。

15樓:你罵我我吃虧

能看到什麼我們也猜測不了,因為我們也沒有去過那種地方。

16樓:小魚遊呀遊呀

這個應該是不大現實的吧,難度也是不好實現的

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