超光速为什么会死亡 超光速为什么会违反因果律

2018-10-20 - 超光速

说到相对论很多人都不陌生,但是普通人对相对论的认知仅仅停留在所谓的超越光速会让时间倒流这样的观点上。那么相对论中各种感觉上似乎很神奇的现象到底是如何解释的呢?

今天我就用一种相对通俗易懂的方式来帮助大家理解狭义相对论中的一个观点: 超光速会违反因果律,因此现实中不存在超光速的信息载体

超光速为什么会死亡

首先,我们引入一个重要概念叫做时空图 这个东西就和我们平时了解的坐标系是一样的,只不过他的横轴代表空间,纵轴代表时间。时空图上的线称为世界线。粒子在四维时空中的运动轨迹即为世界线。

超光速为什么会死亡

我们举个栗子:现在我在地面上,从我的视角观察一辆汽车从我站的地方向右手边开去,这辆车在时空图上的世界线就是这样的。(因为时间在流逝,距离也在增加对不对)

其次,我们说明一下,光在时空图中的世界线是什么样的。 由于x=vt,我们知道光的速度是非常快的,如果我们直接把光速v=300000带入,这个图画出来是很难看的,也不方便其他的计算和问题探讨,因此在这里我们把光速假定为1单位,t与x也是1单位,这样一来,我往右边射一道光线出去,那么这道光的世界线就是这样的。(斜率为45度的一条线)

假设有两辆火车,绿色火车停在原地,红色火车从左边高速通过,当两车的中点相遇的瞬间,红色火车瞬间向左右两边放出两道光线。车头车尾分别有面镜子,光线射到镜子立马就射回来。

好,我们先不看整个系统,先看红色火车,我们以红色火车为参照物建立坐标系。假如我是红色火车,我是静止的对不对,绿色火车在朝我驶来,当它车厢中点经过我的中点,我就马上射=。=因为光速是不变的,我同时射出,那么镜子反射回来两边的光线一定是同时到达中点的对不对? 由于我太长了,我就取我的车头和车屁股,那这时候我的世界线是什么样的呢?就是这两条红线对不对?因为我是静止的,所以X不变。

光线也是同时回到了中点。这都是完全对称的。

这时候,看图,有没有发现一个问题,那就是,向左的光线比向右的光线更早地到达镜子?因为在绿色火车看来,两条光线同时发出,右边的光线需要去追赶车头的镜子,所以花的时间长;左边的光线追赶镜子的同时,镜子还在高速向他靠拢,所以花的时间就短。

可是红色火车看来,光线是同时到达两端的呀?这就是相对论所说的,在一个坐标系看起来是同时的运动在另一个坐标系是不同时的。(所以说每个人眼里的世界都是不同的,这在物理上也是成立的)

至此,一定要记住,你认为同时的事情,别人不一定这么认为!**所以改变一下世界观,我们讨论的范围是狭义相对论,不要被日常生活中的固有观念卡住思路。开个脑洞好吗。

因此相对于绿色火车来说,对于红色火车光线同一时间到达镜子的点所练成的线,称为同时线。其物理意义在于这条线上所有的点对于红色火车来说都是同时发生的。

同样的,这条线在红色火车坐标系下就是这样的。

最后一个脑洞:

假设A是你,B是你的仆人,她为你做饭。你们身边各有一台机器可以在瞬间传输食物。你每天都在想要吃饭还是吃面,一旦你下决定,只要你告诉B,B就可以瞬间把面或者饭传送给你。但问题是你怎么告诉B呢? 这时候我们需要一辆小火车(怎么又是火车。

。),火车非常地长,它从远方开来,经过B之后会再经过A你。火车有一个特性是一旦车上有任何一个人获得一个信息,这个信息就会瞬间传遍整个车厢。 好,有了这么个神奇的火车,你就可以用它来告诉B你要吃什么了。

有一天,火车开来了,你不断在想啊想我到底要吃什么,突然,你想到你要吃面了!你立马和火车上的一个人说,下面给我吃! 下面给我吃...给我吃...吃...这个信息瞬间传遍车厢,然后恰巧火车上有个人F正好经过B,于是他对B说,下面给我吃! B一听,立马下了碗面给A瞬间传送了过去。

相关阅读
  • 超光速后时间会倒流吗 实验再次证实微中子超光速 时光或能倒流

    超光速后时间会倒流吗 实验再次证实微中子超光速 时光或能倒流

    2018-10-20

    格兰沙索国家实验室Opera项目进行的一项实验似乎表明光速作为宇宙的极限速度被打破。凤凰科技讯北京时间1月21日消息,英国每日电邮报道,近日科学家进行了一系列新的实验测试,结果证明光速的极限速度似乎再次被打破,它或可能导致物理学定律被改写。2012年9月进行的一项实验发现一束亚原子粒子的速度超过了光速。

  • 超光速会时间倒流吗 如果在亚光速飞船上打开手电筒 光会超光速吗?

    超光速会时间倒流吗 如果在亚光速飞船上打开手电筒 光会超光速吗?

    2018-10-20

    从生活经验来看,物体的运动速度与参照系的选择有关,相对于不同的参照系,物体会有不同的速度。举个例子,在行驶的汽车上向前打出一颗子弹,那么,对于车上的观察者来说,子弹的速度即为子弹出膛时获得的初速度(这里忽略空气阻力);而对于地面观察者来说,子弹的速度为子弹出膛速度加上汽车的速度。然而,光速十分“特别”。

  • 超光速后会看到什么 超光速飞行时能看到什么:恒星拉伸似光盘(图)

    超光速后会看到什么 超光速飞行时能看到什么:恒星拉伸似光盘(图)

    2018-10-20

    英国莱斯特大学的学生表示超光速飞行的飞船上的乘客将看到这幅图片展示的景象。由于多普勒效应,他们无法看到恒星发出的光线从《星球大战》中的“千年隼”号飞船的驾驶舱看到的景象。莱斯特大学的学生认为“千年隼”号船员不可能看到恒星发出的光线,只能看到一个光盘使用乐高拼装玩具拼出的“千年隼”号飞船。《星球大战》中。

  • 超光速钱包 回顾 |超光速 自然界最快的速度

    超光速钱包 回顾 |超光速 自然界最快的速度

    2018-10-20

    光在真空中的传播速度为每秒钟约30万千米,是自然界中已知的最大速度。1905年,天才物理学家阿尔伯特爱因斯坦发表了著名的狭义相对论,并指出光速是物质的极限速度,世界上任何物体的运动速度都不可能超过光速。世界上的所有物体果真都“跑不过”光速吗?虽然光的传播速度非常快,但是,在浩瀚无垠的宇宙中行进,哪怕是用光速也需要花费相当长的时间。