在科幻小说和科幻电影中,有无数关于亚光速或超光速航行时看到的壮丽场景的描述,这是每个人都想看到的“不可能”的景观。还记得汤普金斯先生吗?他来到了一个陌生的城市,因为这里的极速异常小,所以他很容易看到各种相对论效应。当他高速骑自行车时,他发现这个城市已经变得像下图一样了。
如果人无限接近光速会发生什么:
如果人无限接近光速,就会
时间变慢质量变大变成光死掉会看到以前的你借助工具和自己的力量都不能无限接近光速。爱因斯坦叔叔说:首先,任何物体的速度都不可能比光速快,这并不能说明问题。牛顿力学在低速时近似有效。这样,F=ma。任何微小的力,在足够长的时间之后,总能使物体的速度无限大,也就是能量无限大。这是不是有点荒谬?根据相对论公式:m'=m/根式2),当速度接近光速时,质量会显著增加。根据情况,自己代入数字,按照这个公式计算。
1.物理定律在不同的惯性坐标系中有相同的形式。
最初仅限于牛顿力学,现在扩展到包括电磁现象。
2.与不同的惯性坐标系观测者相比,真实空中观测到的光速是相同的。
相对于不同的惯性坐标系,观察者观察到的物体速度会有所不同。但是在真空中测量光速是相同的。
第一个是相对性原理,第二个是光速不变性。整个狭义相对论就是建立在这两个基本原理之上的。
光速下,左图是汤普金斯看到的相对论效应,右图是路人看到的相对论效应。
1905年,爱因斯坦提出狭义相对论的长度收缩效应。1922年,洛伦兹认为长度收缩效应是可以拍摄的。后来,著名科学家、科普作家伽莫夫创造了汤普金斯的形象,生动地描述了这种效果。直到1959年,詹姆斯·特雷尔和罗杰·彭罗斯才指出,由于测量方法的限制,长度收缩效应对我们来说是不可见的,也就是说,“测量”和“观看”是不同的,“测量图像”并不等于“视觉图像”。
那么,当速度接近光速时,我们的眼睛会看到什么呢?
假设我们在沙漠中的高速公路上行驶,然后显示出根据狭义相对论应该出现的各种光学效果。
第一,物体扭曲。我们离一个物体越近,它看起来就越远。同时我们两边的物体也会扭曲。然后多普勒效应开始发挥作用,改变我们周围物体的颜色,把我们周围的东西变成蓝色,把远处的东西变成红色。这只是所有奇怪现象的开始。
接近光速的运动是什么样的?
首先,相对扭曲会让物体在你面前显得缩成一团。然后,多普勒漂移会使你前面的物体漂移到蓝带,你后面的物体漂移到红带。同样,你前面的物体看起来会比实际运动得快,而你后面的物体会慢下来。两边的物体似乎都是弯曲的,看不见的表面可能会进入你的视野。当然,既然运动是相对的,那么当你静止,世界向你移动的时候,效果是一样的。