曝光超过光速的严重后果 超过光速会发生什么情况


曝光超过光速的严重后果  超过光速会发生什么情况

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换句话说,超人的空中运动遵循牛顿的时空观:空间中物体的位置和运动,相对于一个绝对的、不可移动的参考系,应该是可测量的 。20世纪初,科学家们坚定地坚持牛顿的世界观 。然后,出生在德国的数学家和物理学家阿尔伯特·爱因斯坦出现并改变了一切 。1905 年,爱因斯坦发表了他的狭义相对论,提出了一个令人惊讶的想法:没有首选的参考系 。一切,甚至时间,都是相对的 。
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他的理论有两个重要的原则 。第一种观点认为,相同的物理定律同样适用于所有移动的参考系 。第二个说法是,无论观察者或光源如何移动,光速 - 大约每秒千米每秒是恒定的 。根据爱因斯坦的说法,如果超人以光速的一半追赶光束,光束将继续以完全相同的速度远离他 。
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这些概念可能看起来很简单,但它们具有一些令人费解的含义 。其中最大的由爱因斯坦著名的方程 e=m c2 表示,其中 e 是能量,m 是质量,c 是光速 。根据这个方程,质量和能量是同一个物理实体,可以相互转化 。由于这种等价性,物体因运动而具有的能量将增加其质量 。换句话说,物体移动得越快,它的质量就越大 。这只有在物体移动非常快时才会变得明显 。
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例如,如果它以 10% 的光速行进,它的质量只会比正常情况多 0.5% 。但如果它以 90% 的光速运动,它的质量就会翻倍 。当一个物体接近光速时,它的质量会急剧上升 。如果一个物体试图以每秒千米每秒的速度移动,它的质量将变得无限,移动它所需的能量也将是无限的 。因此,普通物体的运动速度不能超过光速 。
这回答了我们的问题,但让我们玩得开心并稍微修改一下问题 。
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我们讨论了最初的问题,但如果我们将其调整为“如果你的速度几乎和光一样快怎么办?”在这种情况下,您会体验到一些有趣的效果 。一个众所周知的结果是物理学家所说的时间膨胀,它描述了当物体移动得非常快时时间如何运行得更慢 。如果你乘坐火箭以 90% 的光速飞行,你的时间将会减少一半 。你的手表只能提前 10 分钟,而地球上的观察者则有 20 多分钟 。
您还会体验到一些奇怪的视觉后果 。这样的结果之一被称为失真,它指的是你的整个视野??将如何缩小到你的航天器前面的一个微小的隧道状“窗口” 。这是因为光子(那些微小的光),甚至是你身后的光子,似乎都是从正方向进来的 。
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此外,您还会注意到一种极端的多普勒效应,它会导致来自前方恒星的光波聚集在一起,使物体呈现蓝色 。你身后的星星发出的光波散开,呈现红色 。你走得越快,这种现象就会变得越极端,直到所有可见光从航天器前面的恒星和后面的恒星完全转移到已知的可见光谱(人类可以看到的颜色)之外 。
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随着这些恒星离开您可感知的波长,它们似乎会逐渐变暗或消失在背景中 。当然,如果你想比加速光子跑得更快,你需要的不仅仅是我们几十年来一直使用的火箭技术 。也许穿蓝色紧身连衣裤和红色斗篷并不是一个牵强的想法 。