如果超过光速会发生什么(是什么限制一个物体接近光速)
如果小明跑得比光还快 ， 他会看到什么？
俗话说 ， 和时间赛跑 ， 但人是跑不过时间的 。时间是一种难以捉摸的存在 。但研究表明 ， 只要速度能达到光速 ， 我们的时间和别人相比几乎等于永恒 。为什么？首先 ， 我们从人最基本的速度说起 。
我们知道 ， 博尔特是世界上跑得最快的人类 ， 他的最短百米纪录是9.58 ， 相当于每小时跑37.578公里 。一旦人类达到了这个记录 ， 你的腿部肌肉就几乎达到了一个极限 ， 那就是它们收缩和释放的速度 ， 以及它们能产生多大的力量来克服你身体的空空气阻力 。此时 ， 我们看到的画面依然清晰 。
当你脸上的风速超过每小时50-60英里时 ， 你的眼睛就会开始流泪 。这就是为什么大多数摩托车手即使不相信戴头盔 ， 也要戴护目镜 。当你以每小时457英里的速度奔跑时 ， 你的脸会受到强风的猛烈袭击 。你很难看到任何东西 。当你以超音速奔跑时 ， 你看到了什么？空布莱恩·朱德尔(Brian Judel)机长是一名军事飞行员 ， 是历史上仅有的几名超音速从战斗机弹射出来后幸存下来的飞行员之一 。空齐以每小时768英里的速度向他移动 ， 他说这几乎要了他的命 。
【什么限制了物体接近光速 超过光速会怎么样】“感觉就像有人用火车撞了我 ， ”朱德尔说 。出门的时候 ， 风把头盔从头上扯了下来 ， 头上脸上的血管都破了 。我的头肿得像篮球那么大 ， 嘴唇像黄瓜那么大 。我的左肘关节脱臼了 ， 向后突出 。支撑我腿的只有动脉、静脉、神经和皮肤 。我的左腿下半部分骨折了 。“他的身体被风吹成了碎片 。
所以 ， 人体要想高速看清眼前的东西 ， 就需要一个载体 。那么像小明这样的人以光速甚至超光速行驶会看到什么呢？
这时候就要面对一个事实 ， 小明一旦达到实际的高速 ， 就需要获得动能 。结果表明 ， 只有一公斤的质量 ， 以0.5光速运动 ， 大约有10兆吨的能量 。当然 ， 如果小明忽略这个物理现象 ， 开始以相对论的速度跑得更快 ， 他会发现 ， 试图留在地球表面会产生很大的离心力 。提示——如果你在地球轨道的距离上以光速的一半绕太阳运行 ， 那大约是100 ， 000 Gs 。把转弯半径从9300万英里减少到8000英里 ， 离心力增加了12000倍左右…
如果你忽略物理 ， 继续跑得更快 ， 你会发现进一步加速所需的能量不断上升 ， 直到你把可见宇宙中的所有物质都转化为能量 ， 这仍然不足以让你达到true 空中的光速 ， 更不用说超过它了 。
如果忽略这个物理现象 ， 你会发现所有迎面而来的光子都发生了剧烈的蓝移 ， 以至于现在即使是波长最长的无线电波也出现在紫外线中 ， 但你的眼睛却捕捉不到 。如果你真的达到了光速空 ， 那么你现在就是一团光子 ， 因为真的空没有质量的粒子是可以以光速行进的 。
如果你超过了光速 ， 你就有了另一个问题——时间在边上 。从字面上讲 。很多人认为 ， 超过光速 ， 时间就会倒流 。你可能没有眼睛 ， 因为你以前的质子、中子、电子都变成了奇怪的未知粒子 ， 它们的行为不一样 ， 向四面八方发射 。但是这一切怎么可能呢？
当我们还是孩子的时候 ， 我们都惊讶于超人飞得比子弹还快 。我们甚至可以想象他 ， 追着武器发射的炮弹 ， 伸出右臂 ， 身后披风荡漾 。如果他以子弹一半的速度移动 ， 子弹离开他的速度也会减半 。如果他真的跑得比子弹快 ， 他会追上子弹的 。换句话说 ， 超人在空中的动作服从牛顿的时间观空 ， 即空中物体的位置和运动应该是相对于一个绝对不动的参照系来测量的 。
20世纪初 ， 科学家们坚持牛顿的世界观 。后来 ， 爱因斯坦和一位德国数学家爱因斯坦都改了名字 。1905年 ， 爱因斯坦发表了他的狭义相对论 ， 提出了一个惊人的想法:没有首选的参照系 。任何事物 ， 甚至时间 ， 都是相对的 。他的理论有两个重要原则 。第一种说法是 ， 同样的物理定律也适用于所有运动的参照系 。第二种说法是光速不变 ， 不考虑观测者或光源的运动 ， 是每秒30万公里 。根据爱因斯坦的说法 ， 如果超人以光速的一半追逐一束光束 ， 光束仍然会以完全相同的速度远离他 。
这些概念看似简单 ， 却有一些令人费解的含义 。最大的一个是爱因斯坦著名的方程E = MC ， 其中E是能量 ， M是质量 ， C是光速 。根据这个方程 ， 质量和能量是同一个物理实体 ， 可以相互转化 。由于这种等效性 ， 物体运动产生的能量会增加其质量 。换句话说 ， 物体运动越快 ， 质量越大 。只有当物体移动得非常快时 ， 这一点才变得明显 。例如 ， 如果它以光速的10%移动 ， 它的质量只会比正常情况多0.5% 。但是如果它以光速的90%运动 ， 它的质量会翻倍 。
当一个物体接近光速时 ， 它的质量会急剧上升 。如果一个物体试图以每秒30万公里的速度运动 ， 它的质量将变得无限大 ， 移动它所需的能量也将是无限大 。由于这个原因 ， 任何正常的物体都不能以光速传播 。
如果你的速度几乎和光速一样快呢？那样的话 ， 你会体验到一些有趣的效果 。一个著名的结果是物理学家所说的时间膨胀 ， 它描述了当一个物体移动非常快时 ， 时间如何变得更慢 。如果你乘坐90%光速的火箭飞行 ， 你的时间会减少一半 。你的手表只会前进10分钟 ， 对于地球上的观测者来说 ， 已经过去了20多分钟 。
你也会经历一些奇怪的视觉后果 。你会注意到一种极端的多普勒效应 ， 这种效应会导致你面前的恒星发出的光波聚集在一起 ， 使物体呈现蓝色 。你身后的恒星发出的光波会散射 ， 呈现红色 。走得越快 ， 这种现象就会越极端 ， 直到所有可见光完全偏离飞船前后恒星的已知可见光谱(人类能看到的颜色) 。当这些恒星离开你能感知的波长时 ， 它们只是逐渐变暗或消失在背景中 。
当然 ， 如果你想比超速的光子还快 ， 你需要非常强的技术 ， 但现在这只是妄想 。。
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