光速是人類已知最快的速度,那麼請問世界上有最慢的速度嗎?

2020-12-15 騰訊網

在物理學中,速度是一種相對的概念,速度多快取決於參照系的選擇。例如,我們通常會說房子是靜止的,這是因為我們習慣以地面作為靜止參照系。

如果以太陽作為靜止參照系,那麼,房子繞太陽的運動速度可達30公裡/秒。如果以銀河系中心作為靜止參照系,那麼,太陽還會帶著地球上的房子以220公裡/秒的速度在銀河系中飛奔。

目前光速是人類已知最快的速度,那麼請問世界上有最慢的速度嗎?

美國藝術家Arthur Ganson發明了一種「動態雕塑」,也就是變化速度很慢的機械,其中有個代表作:Machine with Concrete,通過一系列降速馬達在舊金山科學探索博物館(San Francisco Exploratorium)展出:

機器有一個馬達帶動,馬達帶動著齒輪組運動。中間有一堆減速齒輪組。終點是一個跟混凝土石塊結合在一起的齒輪。最後這個齒輪完成一周的時間是——2萬億年...換句話說,它的轉速是0.000000000000000000951 RPM。

要說最慢的速度!其實就是要在宇宙中找出一個絕對靜止的物體,這樣的物體存在嗎?任何非生命物體都能達到,都有靜止的時候,當然這個靜止都是相對而言。

宇宙中並沒有絕對靜止的空間。宇宙中的一切靜止都是相對而言的,而運動是必然存在的。既然沒有絕對靜止,也就沒有宇宙最慢速度的概念。

之前在菜葉網上看過相關的資料,宇宙中的參照系都是平權的,沒有哪個參照系處於更優先的地位。但換個角度來說,對於處在各自靜止參照系中的物體,它們都是宇宙中最慢的物體,它們的速度為零。

根據狹義相對論可以想像這樣一個場景:一個相對於地球以極為接近光速運動的飛船裡有一個人端著杯子喝水,動作自然流暢,沒有任何停頓;

可在地面的觀察者看來,飛船裡的人端著杯子喝水的動作極其緩慢,幾近凝滯,也許地球上過去了幾年、幾十年了,飛船裡的人仍然沒有把端著的水杯放到嘴邊,你說速度慢不慢?

如果以地球為參考系,我們就是靜止不動的,但是在太陽系的尺度上,地球不僅在自轉還在不停的公轉,其中自轉速度在赤道處達到了1700公裡/小時,這個速度乍一看很快,其實並不快,換算成秒就變成了0.5公裡/秒,而且在太陽系中有很多的行星都比地球自轉要快。除了自轉地球還在繞著太陽以30千米/秒的速度公轉,這個速度要比自轉大得多。

如果放在銀河系尺度上,太陽也不是靜止不動的,他也會以220公裡/秒的公裡繞銀河系中心轉動,所以選取不同的參考系我們的運動速度以及方式是不一樣的。

因此從選取參照系角度來說,判定事物靜止是很難做到的,除非它跟隨宇宙一同膨脹,有這樣的事物嗎?

有,就是宇宙背景輻射,宇宙誕生之初第一束光的餘暉。它永遠與宇宙同頻,相當於相對整個宇宙都是靜止的。

因為它屬於輻射,所以必定有溫度,目前的測值是2.7K。隨著宇宙的繼續膨脹,這個值也勢必越來低,無限趨近於0K。

當然宇宙也在膨脹,但微波背景也會跟著整個空間一起膨脹,雖然微波背景自身在不斷的變大,但作為一個整體是靜止的。除非存在多元宇宙,而我們的宇宙也有自旋,也在一個更大的母宇宙中運動。但這只是猜測,並沒有證實,我們也沒有發現我們的宇宙在整體運動。

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