眼睛長(zhǎng)在人身上,人不超光速,眼睛如何超光速?并且人類超越不了光速,或者說組成你的微觀粒子超不了光速,除非你是純能量體,即由光子組成,但你就不是你了,你就成了一道光。 圖:人體內(nèi)原子的構(gòu)成 天體當(dāng)時(shí)都是真實(shí)存在的,為什么要說當(dāng)時(shí)呢?因?yàn)槟愕牡降男畔ⅰ安混`通”呀,你看到的都是歷史。 圖:哈勃定律,天體退行速度與距離成正比,宇宙一直在膨脹,遠(yuǎn)處的天體一直在遠(yuǎn)離我們 具體怎么回事,下面我們來聊聊。 光速超不了愛因斯坦的《質(zhì)增效應(yīng)》說任何靜態(tài)質(zhì)量不為零的物體都無法超越光速。簡(jiǎn)單來說,就像你有一個(gè)超精準(zhǔn)的質(zhì)量,哪怕再小的粒子也能稱出質(zhì)量來。當(dāng)任何物體放在稱上,相對(duì)于稱不動(dòng)(靜止),稱上顯示的示數(shù)只要不為0,哪怕顯示0.0...(n個(gè)0)01,那這個(gè)物體也達(dá)不到光速。為什么會(huì)這樣?
從微觀態(tài)分析,根據(jù)老愛質(zhì)能等價(jià)方程E=mc^2,我們可以知道質(zhì)量只是能量的一種形態(tài)。按牛頓的話來說,質(zhì)量是物體具有的慣性,這種慣性可以在一定程度上組織物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。說來說去不就是能量嘛,物體具有一種能量,類似于“內(nèi)能”,如果沒有足夠能量,或者足夠的力對(duì)它做功,那么你就無法改變它。就像太空有一塊勻速飛行,不收到不受任何力(或者合力為0)的隕石,你無法一巴掌給它扇飛。但是光把表面說清楚可沒有說服力,本質(zhì)是什么? 圖:原子到基本粒子 本質(zhì)其實(shí)老愛說了,質(zhì)量的本質(zhì)是能量。物質(zhì)由粒子組成,也就是說微觀粒子存在質(zhì)量!那微觀粒子質(zhì)量拿來呢?我一桿子插到底吧!原子由質(zhì)子、中子(電子質(zhì)量太?。┰儆煽淇耍ㄗ樱┙M成。每個(gè)質(zhì)子或中子之中有3個(gè)不相同的夸克,并非夸克本身質(zhì)量大,物質(zhì)主要質(zhì)量來源于夸克與夸克之間的強(qiáng)相互作用,也就是通過膠子(規(guī)范玻色子)來傳遞它們之間的能量,這種作用使夸克具有了大量的能量,于是夸克承載了物質(zhì)大部分的質(zhì)量來源。但是要產(chǎn)生強(qiáng)相互作用的前提是夸克本身要有質(zhì)量。那夸克本身的質(zhì)量又是來源于哪呢? 這就要說到質(zhì)量之源,上帝粒子希格斯玻色子了。在量子力學(xué)中描述了,粒子都處于疊加態(tài),同時(shí)具備波動(dòng)性,又具備粒子性。 圖:希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn) 希格斯玻色子的波動(dòng)性形成了希格斯場(chǎng),充斥著宇宙各個(gè)角落??淇舜嬖谟谟钪嬷?,當(dāng)它構(gòu)成了穩(wěn)定的組合(中子、質(zhì)子),必然會(huì)經(jīng)受希格斯場(chǎng)的拆散。希場(chǎng)就如同一個(gè)海洋,一波波海浪拍打著、推動(dòng)著它們,使他們具有了一定的勢(shì)能,這就是夸克的質(zhì)量來源,也是大多數(shù)靜質(zhì)量不為零的粒子的靜態(tài)質(zhì)量來源。簡(jiǎn)單來記就是,夸克不想在孤單的漂泊,想靜下來有個(gè)安定的家,就要經(jīng)受得住希海浪的誘惑,經(jīng)受住了就形成了穩(wěn)定狀態(tài),這就是質(zhì)量,即穩(wěn)定的能量。 圖:粒子在場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 可見分析到最后可以發(fā)現(xiàn)一切質(zhì)量起源于夸克從希格斯場(chǎng)中獲得了勢(shì)能,所以老愛說的是對(duì)的,質(zhì)即能。這跟光有什么關(guān)系呢? 圖:粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型 在物理中粒子有兩大類,一類是可以組成你摸得著的物質(zhì),例如電子、夸克,它們的自旋一般為半整數(shù)倍,我們叫他們“費(fèi)米子”(費(fèi)米的,要花錢得,看得見摸得著的) 還有一類為上面提過得玻色子,自旋為整數(shù)倍。它們是摸不著,不信你抓個(gè)光看看!除了光子,上面說的膠子也是玻色子,一般來說玻色子就像中介,傳遞物質(zhì)與物質(zhì)之間的能量,使他們相互作用,而四大力中的電磁力就是交換光子,因?yàn)楣鉃殡姶挪?,所以叫電磁力,而上面說到膠子就是強(qiáng)力,可以說它們不是物質(zhì)。 圖:光子不受場(chǎng)的影響 光子就像個(gè)“幽靈”,不食人間煙火,完全無視希海,無法和希海相互作用,所以光子沒有質(zhì)量,是存能量,它不會(huì)受宇宙間的各種場(chǎng)所制約,與任何物質(zhì)不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,所以正常來說它的速度是不受限的,也代表著宇宙的最高速度,但凡有點(diǎn)質(zhì)量的物體都會(huì)受場(chǎng)的制約,所以就會(huì)比光慢。 不過還有一點(diǎn),就是老愛廣義相對(duì)論中的引力場(chǎng),因?yàn)橐?chǎng)是時(shí)空彎曲。無論光子再高冷也要有路走啊,所以路是彎的,它就走彎路,但是從光的視角來看,它走的還是直線,物理學(xué)把這種時(shí)空中彎曲的“直線”叫做測(cè)地線。 圖:引力場(chǎng)使光線發(fā)生偏轉(zhuǎn)
老愛的質(zhì)能方程其實(shí)是建立在狹義相對(duì)論的公式推理之下的,現(xiàn)有的是《質(zhì)增效應(yīng)》,這里不推導(dǎo)過程了。說這個(gè)是為了告訴你如果質(zhì)能等價(jià)是描繪能量與質(zhì)量的關(guān)系,那么它的前身質(zhì)增效應(yīng)就是描繪質(zhì)量與速度,而物體有速度就會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能,這也是動(dòng)態(tài)質(zhì)量的來源,動(dòng)態(tài)質(zhì)量與靜態(tài)質(zhì)量就是能量與質(zhì)量之間的等價(jià),所以速度是關(guān)鍵。 圖:質(zhì)增效應(yīng)公式 從質(zhì)增效應(yīng)的公式中,我們可以發(fā)現(xiàn)物體運(yùn)動(dòng)的速度v不能等于c,或超過c,如果等于了那么分母為0,等式要想成立m0(靜質(zhì)量)只能等于0,即靜質(zhì)量為零的物質(zhì),必然是光速,靜質(zhì)量不為零,則必然是低于光速。 圖:質(zhì)速關(guān)系曲線 從質(zhì)速關(guān)系公式的曲線圖中可以知道,隨著速度的增加,運(yùn)動(dòng)物體的相對(duì)質(zhì)量也在增加,即使物體加速的能量體現(xiàn)在了物質(zhì)的質(zhì)量上,而質(zhì)量即能量,所以你用手推小車,給了小車能量,小車的能量體現(xiàn)在小車變重了,如果你想把小車推到光速,即使無窮盡的能量也不行,最多就是無限接近光速,因?yàn)殪o質(zhì)量制約著它。 接下里回答問題二,這其實(shí)是信息延遲的問題。 你看到的都是歷史其實(shí)眼睛,超光速,天體的影像都在圍繞著一個(gè)東西就是“光”。光是信息的載體,遙遠(yuǎn)的天體把自身信息通過光的形式發(fā)出,而光相對(duì)于人是有速度的,即光速,于是這些信息向你駛來的時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題,距離有多遠(yuǎn),我需要傳播多久。 圖:郵件傳輸 想想古時(shí)候,沒有電話,只能靠信,信件就是信息的載體,它靠信鴿、快馬加鞭傳播。前線戰(zhàn)報(bào)一般需要幾個(gè)星期甚至更久才能傳達(dá)到皇帝眼里,具體多久需要看鴿子和馬的速度,還有前線到皇宮的距離。但是不管怎么樣,消息肯定不是即時(shí)的,都會(huì)有延遲,只是延遲的多少不同而已。 這就像我們看到的天體一樣,我們眼睛接收到的信息其實(shí)是攜帶“天體”信息的“信件”。此時(shí)此刻天體是什么樣,我們無法知道,因?yàn)閿y帶著此時(shí)此刻天體信息的光,就如同戰(zhàn)爭(zhēng)中的現(xiàn)場(chǎng)戰(zhàn)報(bào)剛剛發(fā)出。 圖:宇宙膨脹,光出現(xiàn)紅移現(xiàn)象 如果一束光跑了130億年才到達(dá)地球,那么這束光攜帶的信息就是130億年前的。也就是說我們看到的是130億年前的天體,此時(shí)此刻這個(gè)天體或許已經(jīng)不存在了。 這就像皇帝剛接到前線一星期前出發(fā)即將勝利的消息,在皇宮大擺宴席,慶賀十天十夜。沒等宴席結(jié)束呢,在第7天又傳來全軍覆沒的消息。原來在勝利戰(zhàn)報(bào)剛傳出去時(shí),敵軍逆襲了,不到一天就翻盤了。其實(shí)這個(gè)游戲還可以繼續(xù)下去,7天后又來消失,反殺了。。。。。。 圖:宇宙膨脹為格子擴(kuò)大并非格子增加 我們說說天體,如果你此刻接收到一顆天體的光,我就假定這個(gè)天體130億年了,就一直在那沒動(dòng),其實(shí)你現(xiàn)在看到的光,也不是天體目前的位置,因?yàn)橛钪媾蛎洠祗w與你直接的距離變大了。這就像戰(zhàn)士們驍勇善戰(zhàn)、勢(shì)如破竹,越打越遠(yuǎn),打歐洲去了 ,然后130億年后板塊漂移了,天體的位置并非天體在運(yùn)動(dòng),它是被動(dòng)的!當(dāng)然宇宙膨脹、紅移與空間的關(guān)系信息量很大,這里就不展開了。 那為什么地球上的事件沒有延遲呢?其實(shí)也有延遲,我們看到的都是歷史,一輛車從你面前駛過,如果一點(diǎn)光線都沒有,你完全看不到你前面有個(gè)車。如果有光,光照射到汽車上,記錄了汽車的信息再反射給你,這個(gè)過程需要時(shí)間,由于光速太快所以你沒有感覺到延遲!你想想用以前電話線撥號(hào)上網(wǎng)和現(xiàn)在光線上網(wǎng)哪個(gè)延遲大?為什么現(xiàn)在可以玩大型的多人在線游戲,因?yàn)檠舆t太低,對(duì)方拿槍指著你,你同時(shí)也得到被指的反饋,才知道要躲。 |
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