曾薇开口提问道:“我小时候一直有个疑问,如果有一个人,他坐在光速飞船里面,围绕地球飞,从窗子里面看,是不是看见一团光,其他什么都看不见?还是看见漆黑一片?”
“这是一个好问题!”张启回答问题是一丝不苟,只听他向曾薇解释说道:“根据爱因斯坦的相对论,有质量的物体无法达到光速。但假设在这个思想实验中,人能坐在所谓的‘光速飞船’里,从飞船的窗子往外看,可能既不是看见一团光,也不是看见漆黑一片。”
“那会看见什么呢?”曾薇也很好奇。
张启继续解答道:“是这样的,当物体以接近光速运动时,会出现相对论效应,比如时间膨胀和长度收缩。从飞船内往外看,由于光速飞船与外界的相对速度极高,光的传播和物体的显现方式都会发生极大的变化。
可能的情况是,外界的景象会被极度扭曲和压缩,无法像在常规速度下那样清晰和正常地被观察到。而且由于光速飞船的高速运动,光线的传播和接收也会变得异常复杂,可能看到的是一种难以描述和理解的混乱景象。
然而,我需要再次强调,这只是基于假设和理论推测的思想实验,在现实的物理世界中,有质量的物体是无法达到光速的。”
曾薇眨巴了一下眼睛,“什么叫做‘可能看到的是一种难以描述和理解的混乱景象。’我不明白,张启,你解释一下嘛。”
张启点了点头,详细的解释道:“让我们来想象一下这个情况哦。假设你坐在一辆超级快超级快的车上,快得像光一样。当车开得这么快的时候,外面的东西就好像被施了魔法一样变了样子。
比如说,你看到的房子可能不再是方方正正的,而是变得长长的、扁扁的,就像被拉长或者压扁的橡皮泥。
而且呢,因为车跑得太快了,光要追上你都很困难。就好像你跑得很快很快去接别人扔给你的球,球都来不及到你手里。所以外面的光也很难正常地进到你的眼睛里,你看到的东西就会乱乱的,可能一会儿有这个,一会儿有那个,根本分不清是什么,就像一幅乱七八糟的画,很难看清楚。
在我们假设的光速飞船里也是这样,外面的景象会变得很奇怪很混乱,让你根本不知道看到的是什么。”
“这可真是太奇妙啦!”
曾薇又继续提问道:“人类眼睛进入光线,才能看见外面景色。如果飞船是光速飞行,光线还能追上飞船,和进入人类眼睛里面吗?如果进不了,这个人不是什么都看不见?”
张启微微一笑,道:我们来这样想哦。如果飞船以光速飞行,光线要追上飞船就会变得很特别。比如说,你在跑步,后面有人要把东西扔给你,但是你跑得和扔东西的速度一样快,那东西就很难扔到你手里啦。光线也是这样,当飞船达到光速时,正常从前面来的光线就很难进入你的眼睛。
但是从旁边或者后面来的光线可能会以很奇怪的方式进入你的眼睛,这会让你看到的东西变得超级奇怪。可能会看到物体的形状都变了,颜色也怪怪的,一会儿有这个一会儿有那个,就像把很多不同的拼图混在一起,根本分不清是什么。
或者也有可能,因为光线的变化太复杂了,你的眼睛根本没办法处理这么混乱的信息,就好像你的小脑袋一下子装了太多东西,处理不过来了,然后就好像什么都看不见,或者看到的只是一片模糊和混乱。”
一旁的陶黎纳插嘴道:“你的解释是正确的,符合相对论的解释。”
曾薇又想了想,问道:“如果超光速,这个人会发现什么?”
“小薇”,张启向她说道:“目前的科学理论认为,有质量的物体是不能超光速的哦。但是如果我们只是做个想象中的假设,假如能超光速,那可能会出现很多非常神奇和难以理解的情况。
比如,你可能会看到过去发生的事情,就像能倒着看一部已经演完的电影。但这只是想象啦,在现实的科学里,超光速是不符合我们现在知道的物理规律的。
这其实,是基于一种科学的推理和假设。我们知道,我们能看到东西是因为光传到了我们的眼睛里。比如说,太阳发出的光要8分钟左右才能到达地球,所以我们看到的太阳是8分钟前的太阳。
如果我们能超光速运动,并且朝着光源的方向去,就有可能追上之前已经发出的光。这些光带着过去的信息,当我们追上并接收到它们的时候,就好像看到了过去发生的事情。理论上,我们看见秦始皇登基的场面!
但这只是一个理论上的推测,目前还没有实际的证据能证明这一定会发生,因为超光速本身在现有的科学理论中是不被允许的。这也是科学的有趣之处,我们可以有各种想象和推测,但还需要更多的研究和实验来验证。”
陶黎纳突然开口道:“虽然我是学习医学的,不过我对物理学也很感兴趣。我一直在思考,突破音速会有音爆,那么突破光速呢,会发生什么异常?我想请张启你做一个思维实验。”
本小章还未完,请点击下一页继续阅读后面精彩内容!
张启回答道:“如果真的能突破光速,那可一定会发生非常奇特和难以想象的现象。
首先,时间可能会变得非常混乱。就像我们平时看的动画片,播放的顺序都乱了。因为根据爱因斯坦的相对论,速度和时间是有关系的,当速度接近光速时,时间会变慢,如果突破了光速,时间也许会倒流或者出现一些我们完全无法理解的变化。
其次,周围的空间可能会被极度扭曲。就好像我们玩的气球,被用力地拉扯变形了。物体的形状、大小和位置可能都不再是我们平常所熟悉的样子。
而且,能量和质量的关系也会变得超级奇怪。可能会出现一些我们现在根本想象不到的能量形式和物质状态。
不过呢,这些都只是我们的想象和推测哦,因为根据现在的科学知识,有质量的物体是不可能突破光速的。”
陶黎纳又追问道:“看见发生异变的,是看飞船外面的东西吧?飞船里面的东西,是看不见有什么异常的吧?比如飞船里面一个茶杯,你坐在它面前,看这只茶杯,会发现它什么变化都没有吧,而这时已经突破了光速。因为人与飞船是一个相对静止的状态,参照系一样。”