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霸道的光速:即使你以99%光速追光子,速度差仍是光速

科学探索 2023-06-10 19:07:01 趣奇闻(www.quqiwen.com)

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绝不仅仅是猜想,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。

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。

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