文章图片
文章图片
根据爱因斯坦的相对论 ， 光速总是很特别 ， 很霸道 ， 总是不走寻常路 。
在我们日常生活中 ， 总是会遇到相对速度的问题 ， 比如说 ， 你追赶一辆公交车 ， 你的速度为时速29公里 ， 公交车时速为30公里 ， 那么你们之间的速度差就是时速1公里 。
所以 ， 只要你再使把劲 ， 稍微一加速就能追上公交车 。
但是如果公交车是一束光 ， 情况就大为不同了 。 无论你如何努力 ， 无论你的速度有多快 ， 你与光的速度差仍旧是光速 。
也就是说 ， 即便你以99%光速追赶一束光 ， 你与这束光的速度差仍旧是光速 ， 而不是1%光速！
但我们的固有思维告诉我们 ， 以99%光速追赶光 ， 与光的速度差就应该是1%光速 ， 这是很简单的数学计算 ， 小学生都会 。
这就是光速不变原理 ， 光速是绝对的 ， 相对任何参照系都是光速 ， 或者说光速根本不需要参照系 ， 任何情况下都是保持光速不变 。
由此可以看出 ， 光速有多么霸道 ， 而以“光速不变原理”为前提诞生的狭义相对论 ， 也彻底颠覆了我们的固有思维模式 。
实际上 ， 用水波的方式来理解光的速度就会变得容易起来 。 假设你在水里游泳 ， 水面就会产生波浪 ， 这时候你会发现 ， 无论你多么努力追赶波浪 ， 波浪始终在你前方 ， 你永远都追不上波浪 。
光也是一种波 ， 也有类似的特性 。 可以这样通俗理解：波的速度会随着你的移动位置而发生改变 。
光的这种霸道的特性决不仅仅是猜想 ， 而是经过多次的验证 。
光速不变原理可以引申出很多颠覆我们传统认知的结果 ， 比如说时间膨胀 ， 尺缩效应等 。
这很好理解 。 既然在不同的参照系 ， 不同的运动状态下观察到的光速都保持不变 ， 那么必然有某些东西发生改变 ， 只有这样才能保证光速的绝对不变 。
而这些东西就是时间和空间 ， 也就是时间膨胀和尺缩效应 。
爱因斯坦以两个基本前提 ， 也就是“光速不变原理”和“相对性原理”提出了狭义相对论 ， 也彻底打破了人们的传统认知 ， 时间和空间不再是一成不变的 ， 而是相对的 ， 会随着速度的变化而跟着改变 。
【霸道的光速：即使你以99%光速追光子，你们之间的速度差仍是光速】当你的速度越快 ， 时间流逝的速度就相对越慢 。 所以 ， 如果想让自己的时间流逝变慢下来 ， 那就运动起来吧 。 只不过我们的速度与光速相比实在太小了 ， 可以忽略不计 ， 所以日常生活中我们很难体验到时间膨胀的现象 。
推荐阅读
- 相对论预言被证实，已发表论文，电子运动压缩电场改变空间性质
- 邱成桐：数学即真理。尚若如此，世界不可思议，宇宙只是1个角落
- 你是如何理解“质量缺口假设”的？还有比这更难的问题吗？
- 莫选解毒丨太期待高司令的这部太空科幻新片了！
- 黑洞只吃不吐？新发现有颗黑洞正在吐出物质，科学家：或是在打嗝
- 光速也无法企及！宇宙正以超光速膨胀，最终会走向毁灭吗？
- ?邱成桐：数学即真理。尚若如此，世界不可思议，宇宙只是1个角落
- 获得诺贝尔奖的量子纠缠，能实现超光速通信吗
- “狭义相对论”时间膨胀，没你想象的那么复杂！