神奇的光行差效應, 只要你跑的比光速還快, 就能看到意想不到的景色!

光是資訊傳播的介質,而在我們看到的星星,其實是它們在幾萬年前的樣子。如果有一天我們能夠跑得跟光一樣快,那看到的世界會是什麼樣呢?

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要回答這個問題,可以從角度和內容來分別討論一下。

第一點,角度問題。當你以光速行駛時,身邊的一切景物已經完全不是現在能看到的角度了。舉個例子,下雨天在雨裡快步行走,會發現雨滴都是斜著打到臉上的,光線也不例外。當我們快速移動時,原本的光線方向對我們來說會發生偏轉,這種現象叫做“光行差效應”,並且我們運動的速度越大,偏轉角度也就越大。等加速到光速時,大概就是這樣一個效果,所有的景物都會擠到你面前的一小塊區域裡,四周將會變成一片漆黑。

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說完了角度問題,下一個問題就是我們到底能看到什麼?上面說到,由於天上的星星離我們太過遙遠,我們現在看到的光很有可能是他們幾萬年前發出的。假如說我們跑得和光一樣快,就能提前接收這些光,看到星體現在的狀態。更關鍵的是,你完全可能追上過去地球發出的光。如果你追上十年前發出的光,你就能看到地球上十年前的樣子。如果你跑得再快點,甚至能看到古代的地球的樣貌,但是你看到的都是虛影,也無法改變歷史。

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這聽起來雖然挺有趣,不過遺憾的是,它是個偽命題,因為人體根本無法達到這樣的速度。首先只要是勻速運動,無論速度有多快,對人體都不會有任何影響,但難的是加速過程中,人體的器官和體液在加速過程中會發生不同程度的位移,嚴重的便可以危及生命,正常人最多隻能承受六個G,也就是六十米每平方秒左右的加速度,經過訓練的飛行員可承受九十米每平方秒左右,而光速是三十萬千米每秒,則需要讓一個職業飛行員以九G的加速度連續加速四十天,估計沒人能吃得消。

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其次,愛因斯坦在相對論中論述過,物體的質量會隨著速度的增加而增加,當人體達到光速,質量就會接近於無限大,此時想要繼續加速就需要無限多的能量,人類技術根本無法供給,這也是為什麼至今除了光,任何物體都無法達到光速的原因所在。看來透過加速穿越時空是不可能了,那利用加速讓人體飛起來就像超人一樣,有希望嗎?想要克服重力成功起飛,其中關鍵就是將重力轉化為向心力,而想要達到這一點,就需要足夠的速度。

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我們用三D動畫做一個模擬。六十公斤的人,如果速度能夠達到一千零二十米每秒,那麼它就能夠成功地利用懸崖飛起來,雖然比光速是差得遠,但是也是音速的三倍了,除非是從疾馳的超音速飛機上開啟艙門跳出來,否則依照現在的技術條件還是很難實現的。

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