當你超光速行走時,你眼前將能看到什麼?科學家給出答案

其實它剛從你身邊經過的時候你可能就看到了。但是當這個個的物體以比光還快的速度朝你的方向來的時候,你就看不見它了,哪怕它就在你的視線之內!假設一個個物體的速度比光速快,那麼從物體反射的光到你的眼睛接受個光的時間就會延遲。這時,個物體會在它反射的光線之前靠近你。當物體經過你身邊時,物體反射的光會到達你的位置。當一個物體從你身邊經過時,它保持不可見,直到你在一定時間內接收到它反射的光。在現實生活中,如果有這樣一個高速運動的物體,可能會留下一個藍紅色的模糊影象個,這是由於我們大腦的處理時間有限。這種超瞬態的藍紅色移動光是由於“多普勒頻移”,這將在下面解釋。

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源點的移動導致波長變化

當一個物體正在透過或者剛剛透過你的時候,首先你會看到藍移的光向你靠近(多普勒藍移對於一個物體接近個是由於波長聚合或者縮短),然後你會看到物體遠離你的時候紅移的光(多普勒紅移對於一個物體遠離個是由於波長擴充套件)後來到達你這裡,也會導致影象雙向分裂!影象會模糊。

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天鵝周圍水流的多普勒效應

一個比較簡單的表達是,你會看到物體發出的藍移光,而遠離物體的紅移光會導致物體經過後出現相反方向的分裂像(以下是我的文學表達:我沒有看到你經過,但是你在分裂像中是藍紅的,為什麼?怎麼會這樣?這種情況類似於一種不太複雜的情況:超音速飛機經過你身邊時,你聽不到它的聲音,但經過你身邊時,你聽到它的轟鳴聲,聲音傳播滯後。

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但是光的情況就複雜多了,從上面可以看出來。有趣的是,如果你沒有看到一個速度為個的物體比接近的光速還快(你沒有尋找距離,也錯過了藍移),一旦這個個的物體從你身邊經過,你可能會先看到物體的後端,再看到物體的前端,因為從你更近一側發出的光會比從遠處發出的光提前一步接近你!理論上,物體的速度越快超過光速,它從你身邊經過的時間就越長。如果錯過了物體附近的延遲光,首先會看到物體後面的紅移光(離你更近),然後是物體前面的紅移光(離你更遠),物體可能會被拉伸,因為光到達眼睛和大腦需要更長的時間。

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同樣的現象也會發生在假設的超光速粒子上。超光速粒子是粒子或物質,運動速度比光速快,但目前我們還不能確定是否存在這樣的粒子。當物體的相對論速度非常接近光速時,上述現象與位移方向的愛因斯坦-洛倫茲標度效應不同。但是,請注意,這不是一回事。

但是,這裡有一個特例。當光透過介質時,其速度會變慢,小於光速。核反應堆高能粒子(如中微子)從外層空間或反應堆內部透過同一介質(如水)時,可以以光速或接近光速的速度行進,速度個大於光速在這種介質中的行進速度。那會怎麼樣呢?接下來,這些粒子輻射的光也會被延遲。這種光屬於藍色光譜,可以使核反應堆的水箱呈現藍色。

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這是一個真正的現象,叫做“切倫科夫輻射”。它是以偉大的俄羅斯物理學家切倫科夫命名的。切倫科夫還因為發現了這個個現象而獲得了1958年的諾貝爾物理學獎。切倫科夫輻射是1987年探測從外太空返回的中微子的基礎。如果我們沒有在1987年發現中微子也有很小的質量,我們可能仍然認為中微子沒有質量。

中微子微小質量的發現也導致了另一個個年的諾貝爾物理學獎。現在我來討論一些其他與中微子有關的東西,帶來一個有趣的想法和個的可能性。在1987年的觀測中,許多科學家發現某些種類的中微子表現出類似無質量粒子(如光子)的特徵。這些中微子可以光速傳播,雖然質量很小(根據狹義相對論,中微子傳播速度非常快,接近光速,但不能達到或超過光速)。這是個在粒子和相對論物理研究中的一個盲點,沒有人願意解釋這個問題。

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但是當涉及到質量問題時,這怎麼可能呢?中微子能否在不違背愛因斯坦狹義相對論的情況下轉化為“無質量態”?據我所知,答案來自狹義相對論本身和愛因斯坦的質量能量方程。中微子很有可能在漫長的星際旅行中轉化為能量形式,表現得更像“無質量粒子”,比如我推測的光子。我們不知道微小粒子是如何自然地轉化為能量,表現為光子一樣的“無質量粒子”,它們是如何以及何時“知道”這樣做的,或者說,如果有必要,它們是如何自然地“被程式設計”以實現它們的目標的?假設這就是發生的事情,似乎是一種自然的驅動機制,根據質能方程,質量很小的粒子可以轉化為能量,從而表現為“無質量粒子”和光子。

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我從科學、直觀、合理的角度在我的很多文章中寫過這種可能性,早在2017年就沒有從任何資訊和資料中獲益。最近發現一些科學界對我所謂可能的“需求型轉化”(我的話)也有類似的考慮,但是“理解需求”並激活這種轉化的操作還不清楚。在這種情況下,中微子和其他類似行為的粒子應該能夠提高它們的質量。這些想法似乎有一種“安靜”和神秘的氣氛。我想人們可以肯定地說,自然是關心它的,在規律、原則、活動上都是可以轉換的。隨著時間的推移,越來越多證據的積累,這一點越來越清晰。

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真空中光速,通常用C表示,是一個普適的物理常數個,在物理的很多領域都很重要。其精確值定義為299792458米/秒(約等於300000公里/秒,或186000英里/秒)。它的值是確切的,因為根據國際協定,“一米”被定義為光在真空中在1/299792458 s的時間間隔內行進的路徑長度,根據狹義相對論,C是常規事物和資訊傳遞速度的上限。

雖然這個個速度通常代表光速,但它也是所有無質量粒子和場漲落在真空中運動的速度,包括電磁輻射和引力波。不考慮它們的源的運動或者觀察者的慣性參照系,這些粒子和波以C(真空中光速)運動。靜止質量非零的粒子可以以接近C的速度運動,但永遠達不到這個速度。在狹義相對論和廣義相對論中,C是用來聯絡時空關係的,在著名的質能方程E=mc2中也出現過。

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