如果光源到達光速,它能否被看到?

2021-01-10 火星科普

飛機在大氣中飛行時,如果速度快於自身引發空氣波動的速度,即突破音障礙,將會出現音爆現象。然而,光源不可能追上自身發射出的光,更不可能超越,所以不會有什麼「光爆現象」。但可以肯定的是,無論光源速度有多快,它都能被觀測到。

光速和音速完全是不同的概念,兩者沒有可比性。聲音的傳播依靠介質的振動,聲波是一種典型的機械波。而光的傳播不依靠介質,其本質是交互變化的電磁場,光波是電磁波。

聲源可以追上甚至超過自身所發出的聲波,但光源無法追上並且更無法超過自身所發出的光波。事實上,光源的速度不管達到多快,它所發出的光相對於它的速度一直都是不變的光速,這種現象在狹義相對論中被稱為光速不變原理。無論是在理論上還是在實驗中,這種現象都有充分的證據來支持。

基於光速不變原理,狹義相對論推導出了諸多的相對論效應。其中一個就是光速無法超越,而且速度能達到光速並且只能以光速運動的只有光子、膠子等無靜質量的東西,其他都只能在低於光速之下運動。這種現象在粒子加速器中獲得諸多相關證據的支持。粒子加速器只要讓電子加速幾十釐米,電子的速度就能達到光速的99%。但接下來繼續加速幾公裡,電子的速度始終沒能突破光速,而只是在不斷更加接近光速。

除此之外,狹義相對論還推導出時間膨脹效應、質能方程,這些都已經被實驗所證實。從諸多證據可以看出,光速不變原理是成立的。

因此,對於靜質量不為零的光源,它的速度始終會比光速更慢。並且光源發出的光始終會以光速相對於光源運動,所以只觀察者完全可以看到高速運動的光源。

相關焦點

  • 如果一個物體的速度超過光速,你能看到它嗎?
    當一個物體超過光速時,會有什麼現象?我們知道,按目前的理論,在這個宇宙沒有什麼比光速更快。那麼假設一個物體的速度超過光速,你能看到它嗎?其實你可以在它剛剛經過你身邊後看到它,但當它朝你的方向發展時,即使它在你的視線裡,也不會看到!
  • 如果你能以光速旅行,會看到什麼?
    當你以光速旅行經過物體的時候,會是什麼樣?我們知道,光速是目前無法逾越的速度極限,甚至連達到光速都望塵莫及。那麼如果你能以光速旅行,會看到什麼?另外,當你能夠處理一個想法的時候,宇宙已經到達了它的最終終點,因為時間在以無限快的速度流逝。所以你以光速前進,希望在合理的時間內到達下一個恆星系統,整個宇宙都會「噗」的一聲。愛因斯坦發現,如果你能以光速離開時鐘,時鐘的指針就會停止轉動,時間也會靜止不動。如果你的速度比C慢,手的動作也會慢。這個概念被用來解釋孿生悖論,如果船以光速前進,那麼時鐘就會慢一些。所以船上的人時間會慢一些。
  • 在知乎回答:開著手電筒跑步能否使光傳播速度超過真空光速?
    但如果把相對論當作物理事實,我們會發現,並不是光速決定了相對論,恰恰相反,是因為相對論效應,決定了光速不變。」 點評:這裡大家可以看到很典型的循環論證。用光速不變推導出相對論,又用相對論證明光速不變。但是,這兩者,任何一個都沒有成立的基礎。「首先光速不變是建立在實驗基礎上,科學家測量發現真空中光速總是一個恆定值。
  • 一艘光速飛船多久到達宇宙的盡頭?根據相對論,能看到宇宙毀滅?
    一、宇宙直徑達到了930億光年,光速飛船多久能到達,一生的時間夠嗎?儘管930億光年只是一個可觀測宇宙的描述,咱也不理會光速飛船有沒有可能,簡單的計算下多久能到達宇宙的邊緣!當然您肯定會發現無需計算,需要465億年!
  • 轉動光源是否能讓光斑移動速度超過光速?真的存在超光速嗎?
    假設有一個可以拍攝物體以無限快速度運動的高速攝像機,將它放置在圓環的邊緣,用它來記錄光斑的移動,同時在旁邊放置一個光源發射器進行對比,在光斑達到攝像機的記錄點的同時使光源發射器以圓周的切線方向發射脈衝光線,那麼,高速攝像機是否可以觀測到光斑移動的速度超過了脈衝光線的速度?
  • 兩束反向光,相對速度竟然不是光速+光速=2倍光速,也不是光速?
    一般來說看到光速問題,很多人會直接祭出愛因斯坦的《狹義相對》,然後用論中洛倫茲變換直接代入計算,看起來好像so easy,然而卻忽略了一個問題。洛倫茲變換或者說《狹義相對論》是由兩個公理推導而出的,除了光速不變,還有相對性原理。
  • 如果光速真的被超越:時空觀或將徹底改寫(圖)
    就像有人說,在花園深處有一些小仙女,但我們只能在漆黑和有濃霧的夜晚才能看到。」  我也在很多場合談論過中微子超光速現象,但我也一直表示,這個結果正確的可能性並不高,即使OPERA 項目組做了重複實驗後,我也沒有徹底改變我的態度。因為如果這個不可思議的結果被證實,將會給物理學界帶來一場「大地震」。  修改相對論?
  • 如果我們到達宇宙邊緣,將會看到什麼?以下這3種可能!
    當我們到達宇宙邊緣的時候,我們會看到些什麼呢?首先我們先要找到宇宙的邊緣在哪裡,根據愛因斯坦所提出的相對論,如果想要到達宇宙的邊緣就必須要到達光速,到達光速之後,所有的物體都會呈現出靜止的狀態,所以如果我們想要找到宇宙的邊緣,那麼它一定是一個靜止的狀態。
  • 太陽光到達地球需要8分鐘,人一眼就能看到太陽,眼速比光速快?
    筆者-小文太陽是太陽系的老大,而八大行星則圍繞這顆巨大的恆星做公轉運動,在地球上,人們每天都能看見日出日落,這已經是習以為常的事了,但你可知道,太陽光到達地球需要花費多長時間呢?宇宙是真空的環境,而在該環境中,光速的傳播速度是恆定不變的,也就是大約每秒30萬千米,它是宇宙第一速度,即最快的速度。目前,人類還沒有一種飛行工具的速度可以接近或者說達到光速,這是因為光速其實指的是光粒子在真空中飛行的速度,它是沒有質量的。
  • 如果一輛自行車以光速行駛,我們的雙眼會看到什麼?
    在1930年代,著名美籍俄裔物理學家、宇宙學家、科普作家、熱大爆炸宇宙學模型的創立者、最早提出遺傳密碼模型的人、喬治·伽莫夫(George Gamow),在他寫的一本兒童物理書中提出了這樣一個思想實驗:如果一輛自行車以光速行駛,我們的雙眼會看到什麼?
  • 深層解讀「光速限制」,物質能否突破光速?
    圖示:放射性元素錒鹽在溶液中發光,也是因為它釋放出了超光速粒子。直到這個時候,物理學們才集體意識到,他們對狹義相對論的理解存在重大失誤,不能超越的光速僅僅是真空光速,如果換一個比賽場地,那麼超光速是可以發生的,只有真空光速神聖不可侵犯,其它介質環境中的光速也就是那麼回事兒。
  • 人類能否以接近光速飛行?
    原標題:人類能否以接近光速飛行?布瑞說:「這是因為,設計師們為『獵戶座』制定的『人生規劃』使其可以完成多種不同的使命,因此,它的速度還可以大大提升,可能遠遠超過目前規劃的速度。」   但即便是這一速度也不能代表人類遨遊太空的速度極限。布瑞解釋道:「只有一件事能真正阻止人類飛得更快,那就是光速。」光在真空中的行進速度約為10億公裡/小時,那麼,我們能否安全地填補目前4萬公裡/小時的速度與光速之間的巨大鴻溝?
  • 為什麼人在光速飛船上跑,也無法超光速?愛因斯坦:他膨脹了
    原問題是為什麼在光速飛船上跑步能否超光速?由於把飛船放在稱上稱重,它的質量不可能為零,而靜止質量不為零的物體並無法達到光速,因此飛船不能以光速飛行,我們暫且把它設定為與光速相差0.01m/s,下面我們來聊聊。觀點先說觀點:在飛船上跑步,即使跑得很快也無法超越光速,因為速度是相對的,如果在別人眼裡你不快,即使你跑得再快,飛船再快,也是不快。
  • 是不是我們的眼睛可以超過光速?我們看到的天體是不是假像呢?
    當目標物體發生或者反射光源發出的光線之後,通過光的傳輸進入我們的眼睛,經過角膜、晶狀體、玻璃體,會發生相應的穿透、折射現象,最後落在眼睛後方的視網膜上,如果在視網膜上光線能夠聚焦,就會形成清晰的實像。眼睛看東西能超過光速嗎通過以上的分析,我們就非常清晰地得出一個結論,那就是人眼看東西是一種被動的接收光線引發的生理反應,也就是說光線的傳輸才是主導因素,光線從光源中發出,只有進入眼睛之後,我們才能看得到光源的存在,因此從根本上來說,人眼看東西並沒有速度,更不要說超光速了。
  • 假若一個人駕駛著光速飛船,一直保持光速飛行,能否實現「永生」
    假若一個人駕駛著光速飛船,一直保持光速飛行,能否實現「永生」我們都知道光速和黑洞是宇宙中的兩大明珠,人類一直想要發現它背後的秘密,不過在我們逐漸揭開它神秘之謎的同時,也提出過很多的幻想。以光速為例,在我們印象中它就是人類所能想像到的極限速度,而且,一旦達到他那樣快速的狀態,就能夠擺脫時間和空間的束縛,在相對論裡面甚至提出過,我們若是能夠達到光速就能夠進行時間穿越,很多科幻電影都憑藉著這個理論猜想,拍出了很多奇妙的場景,例如第1代超人就曾經利用光速逆轉時光,讓自己死去的女朋友復活。
  • 如果,一個物體運動的速度超過了光速,我們能夠看見它嗎?
    事實上,你可能會看見它,這時它剛剛經過你的身旁。但是當這個物體向著你的方向超光速駛來的時候,你卻沒法看見它,就算它是在你的視線當中!假設一個物體的速度是超光速的,那麼從物體上反射出來的光線到你的眼睛接受這個光線的時間就會被延遲。此時,這個物體會比它身上所反射出的光先接近你,當物體經過你的身旁時,物體所反射出來的光才到達你的位置。
  • 在光速下,我們能到達宇宙的邊緣嗎?
    現在,可見宇宙由從單個點(地球)可以看到的物質,星系和現象組成,它是來自這些化合物,事件和距離的光和其他信號有足夠的時間到達我們自宇宙開始膨脹以來的結果。我們已經能夠探測距離我們大約140億光年外的光線,這就是為什麼我們能知道大爆炸發生在大約多久以前。然而,這並不是全部。
  • 飛到離地球2241光年外,能否看到秦始皇稱帝的盛況?
    我們睜開眼睛就能看到物體,是因為物體發出的光已經到達我們這邊。光的傳播速度非常快,每秒將近30萬公裡,所以我們幾乎都是一瞬間就會看到身邊的物體。不過,對於天上的星辰,由於它們距離地球很遠,而光速再怎麼快也是有限的,所以天體發出的光傳播到地球上需要一些時間。 對於處在1.5億公裡外的太陽,它發出的光需要大約8.3分鐘才能來到地球上,所以我們所看到的太陽其實是8.3分鐘前的樣子。如果太陽突然消失,我們只有過了8.3分鐘後才會知道,因為太陽消失前一刻所發出的光,需要8.3分鐘後才會到達地球。
  • 如果一種物質的速度超過光速,會發生什麼?
    如果物質的速度超過光速會怎麼樣?我認為它會消失或者被取代,但它不會被摧毀!! 我們不知道如果一種物質的速度超過光速會發生什麼,原因很簡單,因為它永遠不會超過光速。光速是一個物體相對於附近物體的運動速度的最基本上限。事實上,任何具有有限靜止質量的物體都不可能以光速運動。
  • 當人類到達宇宙的邊界,將會看到什麼?
    然而大爆炸之後的宇宙一直在快速的膨脹,其速度甚至有可能快於光速。從一個無法形容的爆發點開始,宇宙一直在不斷的擴散,至於當今達到了什麼樣的程度,我們都無法知道。曾經有人認為,宇宙是沒有大小的,是無止境的,但隨著科技的發展,我們發現萬物皆有大小,小到中子原子,大到行星宇宙。那麼在「奇點論」的前提下,宇宙在快速膨脹,那麼如果人類現在到達了膨脹的邊緣,看到的將會是一種什麼樣的景象?