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眼睛能超光速吗?看到的已成历史,天上的星星都是假象?

今天小编为大家带来了一篇《眼睛能超光速吗?看到的已成历史,天上的星星都是假象?》的文章,感兴趣的读者朋友可以跟着小编一起看一看。

眼睛长在人身上,人不超光速,眼睛如何超光速?并且人类超越不了光速,或者说组成你的微观粒子超不了光速,除非你是纯能量体,即由光子组成,但你就不是你了,你就成了一道光。

图:人体内原子的构成

天体当时都是真实存在的,为什么要说当时呢?因为你得到的信息“不灵通”呀,你看到的都是历史。

图:哈勃定律,天体退行速度与距离成正比,宇宙一直在膨胀,远处的天体一直在远离我们

具体怎么回事,下面我们来聊聊。

光速超不了

爱因斯坦的《质增效应》说任何静态质量不为零的物体都无法超越光速。简单来说,就像你有一个超精准的质量,哪怕再小的粒子也能称除质量来。当任何物体放在称上,相对于称不动(静止),称上显示的示数只要不为0,哪怕显示0.0…(n个0)01,那这个物体也达不到光速。为什么会这样?

量子分析光速无法超越

从微观态分析,根据老爱质能等价方程E=mc^2,我们可以知道质量只是能量的一种形态。按牛顿的话来说,质量是物体具有的惯性,这种惯性可以在一定程度上组织物体运动状态发生改变。说来说去不就是能量嘛,物体具有一种能量,类似于“内能”,如果没有足够能量,或者足够的力对它做功,那么你就无法改变它。就像太空有一块匀速飞行,不收到不受任何力(或者合力为0)的陨石,你无法一巴掌给它扇飞。但是光把表面说清楚可没有说服力,本质是什么?

图:原子到基本粒子

本质其实老爱说了,质量的本质是能量。物质由粒子组成,也就是说微观粒子存在质量!那微观粒子质量拿来呢?我一杆子插到底吧!原子由质子、中子(电子质量太小)再由夸克(子)组成。每个质子或中子之中有3个不相同的夸克,并非夸克本身质量大,物质主要质量来源于夸克与夸克之间的强相互作用,也就是通过胶子(规范玻色子)来传递它们之间得能量,这种作用使夸克具有了大量的能量,于是夸克承载了物质大部分的质量来源。

但是要产生强相互作用的前提是夸克本身要有质量。那夸克本身的质量又是来源于哪呢? 这就要说到质量之源,上帝粒子希格斯玻色子了。在量子力学中描述了,粒子都处于叠加态,同时具备波动性,又具备粒子性。

图:希格斯玻色子的发现

希格斯玻色子的波动性形成了希格斯场,充斥着宇宙各个角落。夸克存在于宇宙中,当它构成了稳定的组合(中子、质子),必然会经受希场的拆散。希场就如同一个海洋,一波波海浪拍打着、推动着它们,使他们具有了一定得势能,这就是夸克的质量来源,也是大多数静质量不为零的粒子的静态质量来源。简单来记就是,夸克不想在孤单的漂泊,想静下来有个安定的家,就要经受得住希海浪的诱惑,经受住了就形成了稳定状态,这就是质量,即稳定的能量。

图:粒子在场中运动

可见分析到最后可以发现一切质量起源于夸克从希格斯场中获得了势能,所以老爱说的是对的,质即能。这跟光有什么关系呢?

图:粒子物理标准模型

在物理中粒子有两大类,一类是可以组成你摸得着的物质,例如电子、夸克,它们的自旋一般为半整数倍,我们叫他们“费米子”(费米的,要花钱得,看得见摸得着的)

还有一类为上面提过得玻色子,自旋为整数倍。它们是摸不着,不信你抓个光看看!除了光子,上面说的胶子也是玻色子,一般来说玻色子就像中介,传递物质与物质之间的能量,使他们相互作用,而四大力中的电磁力就是交换光子,因为光为电磁波,所以叫电磁力,而上面说到胶子就是强力,可以说它们不是物质。

图:光子不受场的影响

光子就像个“幽灵”,不食人间烟火,完全无视希海,无法和希海相互作用,所以光子没有质量,是存能量,它不会受宇宙间的各种场所制约,与任何物质不存在相对运动的关系,所以正常来说它的速度是不受限的,也代表着宇宙的最高速度,但凡有点质量的物体都会受场的制约,所以就会比光慢。

不过还有一点,就是老爱广义相对论中的引力场,因为引力场是时空弯曲。无论光子再高冷也要有路走啊,所以路是弯的,它就走弯路,但是从光的视角来看,它走的还是直线,物理学把这种时空中弯曲的“直线”叫做测地线。

图:引力场使光线发生偏转

相对论分析光速无法超越

老爱的质能方程其实是建立在狭义相对论的公式推理之下的,现有的是《质增效应》,这里不推导过程了。说这个是为了告诉你如果质能等价是描绘能量与质量的关系,那么它的前身质增效应就是描绘质量与速度,而物体有速度就会产生动能,这也是动态质量的来源,动态质量与静态质量就是能量与质量之间的等价,所以速度是关键。

图:质增效应公式

从质增效应的公式中,我们可以发现物体运动的速度v不能等于c,或超过c,如果等于了那么分母为0,等式要想成立m0(静质量)只能等于0,即静质量为零的物质,必然是光速,静质量不为零,则必然是低于光速。

图:质速关系曲线

从质速关系公式的曲线图中可以知道,随着速度的增加,运动物体的相对质量也在增加,即使物体加速的能量体现在了物质的质量上,而质量即能量,所以你用手推小车,给了小车能量,小车的能量体现在小车变重了,如果你想把小车推到光速,即使无穷尽的能量也不行,最多就是无限接近光速,因为静质量制约着它。

接下里回答问题二,这其实是信息延迟的问题。

你看到的都是历史

其实眼睛,超光速,天体的影像都在围绕着一个东西就是“光”。光是信息的载体,遥远的天体把自身信息通过光的形式发出,而光相对于人是有速度的,即光速,于是这些信息向你驶来的时候就会出现一个问题,距离有多远,我需要传播多久。

图:邮件传输

想想古时候,没有电话,只能靠信,信件就是信息的载体,它靠信鸽、快马加鞭传播。前线战报一般需要几个星期甚至更久才能传达到皇帝眼里,具体多久需要看鸽子和马的速度,还有前线到皇宫的距离。但是不管怎么样,消息肯定不是即时的,都会有延迟,只是延迟的多少不同而已。

这就像我们看到的天体一样,我们眼睛接收到的信息其实是携带“天体”信息的“信件”。此时此刻天体是什么样,我们无法知道,因为携带着此时此刻天体信息的光,就如同战争中的现场战报刚刚发出。

图:宇宙膨胀,光出现红移现象

如果一束光跑了130亿年才到达地球,那么这束光携带的信息就是130亿年前的。也就是说我们看到的是130亿年前的天体,此时此刻这个天体或许已经不存在了。

这就像皇帝刚接到前线一星期前出发即将胜利的消息,在皇宫大摆宴席,庆贺十天十夜。没等宴席结束呢,在第7天又传来全军覆没的消息。原来在胜利战报刚传出去时,敌军逆袭了,不到一天就翻盘了。其实这个游戏还可以继续下去,7天后又来消失,反杀了。。。。。。

图:宇宙膨胀为格子扩大并非格子增加

我们说说天体,如果你此刻接收到一颗天体的光,我就假定这个天体130亿年了,就一直在那没动,其实你现在看到的光,也不是天体目前的位置,因为宇宙膨胀,天体与你直接的距离变大了。这就像战士们骁勇善战、势如破竹,越打越远,打欧洲去了 ,然后130亿年后板块漂移了,天体的位置并非天体在运动,它是被动的!当然宇宙膨胀、红移与空间的关系信息量很大,这里就不展开了。

那为什么地球上的事件没有延迟呢?其实也有延迟,我们看到的都是历史,一辆车从你面前驶过,如果一点光线都没有,你完全看不到你前面有个车。如果有光,光照射到汽车上,记录了汽车的信息再反射给你,这个过程需要时间,由于光速太快所以你没有感觉到延迟!你想想用以前电话线拨号上网和现在光线上网哪个延迟大?为什么现在可以玩大型的多人在线游戏,因为延迟太低,对方拿枪指着你,你同时也得到被指的反馈,才知道要躲。

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