科学 2022-11-05 00:00 作者:思云科学评论:0    浏览:8606    

光速是现在已知宇宙中最快的速度,大约为30万km/s(其精确值为299792458m/s),可能当很多人一眼看见的时候,对这个数字并没有多大感受,如果换种说法来看:光速飞行大概每秒钟能够绕地球7圈半,这样是不是很明显就能对比出来光速的快了,在如此快的速度下,会发生什么呢?或者说达到光速会看见什么?光速在历史上的研究进程。从138亿年前宇宙大爆炸后的第一缕光出现,光速就是以这个速度传播,之后人类通过不断地探索,渐渐掌握了其规律,并测量出了光速的精确速度。而在历史上记载中,恩培多克勒是最早发现“光速有限”的人,对此,他认为光是一种运动的东西,运行需要时间。但亚里士多德却认为,“光是因某物的存在所致,而不是一种运动的东西”。然后亚里士多德在恩培多克勒和欧几里得研究的基础上推出了“发射理论”,即视觉是眼睛发射光线所产生的,只要睁开眼睛就能看到,并在1021年海什木的著作《光学》中推翻了当时的发射理论,谈及物体的光线进入人的眼睛,人才产生了视觉的“进入理论”。接着到了1629年,荷兰科学家以撒·贝克曼用肉眼观测大炮的闪光在大约一英里(1.6千米)外一面镜子反射回来为依据,开始了对光速的测量。当然,结果不尽人意,从这个实验中并不能得出确切的结论。又过了几年,意大利科学家伽利略也做了测量光速的实验,而他得出的结论是,就算光速是有限的,它也肯定快到不可思议的程度。这时候,丹麦天文学家罗默心想,如果伽利略一开始就想到用星星测量的话,那对于他来说可是手到擒来啊!可当然的伽利略可能也就是一时兴起研究一下光速,没有打算深入研究。正好罗默当时就职于巴黎天文台,很快他发现地球最接近木星时,木卫一的公转周期是42.5小时,而地球远离木星时,木卫一从阴影中出现的时间会比预测的时间越来越晚。通过以上叙述,罗默认为,从木星发出的光速是有限的,以太阳系为参0考系,设光的速度为C,木星每42.5小时发出的木蚀光信号在参考系标明后,就能计算出,相邻红点的距离为L=42.5小时乘以光速C。到了1704年,牛顿在著作《光学》中描述了罗默对光速的计算,并算出光从太阳到达地球需时“七至八分钟”(实际数值为8分钟19秒)。地球上的极限速度。人类目前制造出的最快飞机是美国的X-43A超高音速无人侦察机,当时实验的时候,X-43A的冲刺阶段达到了9.8马赫的速度,也就是11000km/h,这会个速度也是非常快的,只需要6分钟就能够从北京飞到上海。还有早在1977年发射的旅行者1号,速度也达到了每小时68000公里,作为人类目前飞行距离最远的飞行器,到现在为止,它已经飞行到了距离地球200多亿公里处。虽然以上这两个速度与地球上其他物体的飞行速度相比,已经非常快了,但这些都不是地球上最快的,目前,人类研究出最快的飞行器为帕克太阳探测器,速度高达了938万km/h。看似不可思议的飞行速度,也只是达到了光速的0.0003%,而这却是人类制造出的已知最快的飞行器。人类制造出的飞行器大多数都是需要燃料飞行的,如果使用燃料使飞行器加速飞行,那么一艘加满燃料重20吨的飞船,根据质能转换公式,飞船想要达到光速就需要无穷大的能量,这样恐怕整个地球的能量都不够,明显也不太现实,这也是我们达不到光速的原因。达到光速如同静止。我们现在看到的太阳,其实是8分19秒之前的太阳,是太阳和地球之间的距离除以光速得到的。以光速运动的光子是没有时间概念的,因为它会在同一时间到达宇宙内的任何地方,对于光子来说,宇宙中的任何天体和物体都处于同一平面,因此在光子的世界里,时间可以说就是静止的。因此不管是从哪里来到地球的光子,对于没有时间概念的它们来说都是一瞬间的事情。人类之所以拥有时间这一概念,只是因为低速运动状态下的限制造成的。根据爱因斯坦的狭义相对论,我们知道,任何有质量物体的速度都不可能达到或者超过光速。而相对论的推论之一就是质增效应,对于质量大于0的物体,随着该物体的运动速度的不断增加,质量会呈指数式暴涨,当物体接近光速时,质量也将会变得无穷大。举个小例子,每秒15km的速度就是导致恐龙灭绝陨石的速度,更不要说光速是每秒30万千米了,所以在物理规则允许的范围内,人类只能无限接近光速而不能达到光速,能够达到光速的也只有光子了。不过还是有科学家对达到光速之后的景象做了描述,如果一个人拥有了光速之后,他的时间将不复存在,在光速运行的过程中,他的质量也会变得无限大,在一瞬间他就能够到达宇宙中的任何地方,与此同时在他移动的过程中,根据多普勒效应,电磁波会蓝移,现在能看到的都看不到了。由于光速时的尺缩效应,他眼中任何遥远的距离都会汇聚在一个点上,如果此时他顶着辐射回头看,只会什么都看不到,因为后方的光线会红移到无线电波段,而人眼是看不见无线电的,不过他可能会看见一些无限波长的射线波段。到了那一刻,他就变成了光,在我们看来,光速人已经没有时间这一概念了,会定格在那里,也可以理解成光速人变成了一个活的标本,一动不会动,永远那么年轻,永远活在我们的心中。这时候成都佰亿美容美发化妆职业技能培训学校的学生突然来一句:变标本前,我们让你定格在最美的状态。这时候他意识中现在的世界甚至会变成一个二维平面,或者说他会在四维世界中过得很好。

 
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