曾薇開口提問道:“我小時候一直有個疑問,如果有一個人,他坐在光速飛船裡面,圍繞地球飛,從窗子裡面看,是不是看見一團光,其他什麼都看不見?還是看見漆黑一片?”
“這是一個好問題!”張啟回答問題是一絲不苟,只聽他向曾薇解釋說道:“根據愛因斯坦的相對論,有質量的物體無法達到光速。但假設在這個思想實驗中,人能坐在所謂的‘光速飛船’裡,從飛船的窗子往外看,可能既不是看見一團光,也不是看見漆黑一片。”
“那會看見什麼呢?”曾薇也很好奇。
張啟繼續解答道:“是這樣的,當物體以接近光速運動時,會出現相對論效應,比如時間膨脹和長度收縮。從飛船內往外看,由於光速飛船與外界的相對速度極高,光的傳播和物體的顯現方式都會發生極大的變化。
可能的情況是,外界的景象會被極度扭曲和壓縮,無法像在常規速度下那樣清晰和正常地被觀察到。而且由於光速飛船的高速運動,光線的傳播和接收也會變得異常複雜,可能看到的是一種難以描述和理解的混亂景象。
然而,我需要再次強調,這只是基於假設和理論推測的思想實驗,在現實的物理世界中,有質量的物體是無法達到光速的。”
曾薇眨巴了一下眼睛,“什麼叫做‘可能看到的是一種難以描述和理解的混亂景象。’我不明白,張啟,你解釋一下嘛。”
張啟點了點頭,詳細的解釋道:“讓我們來想象一下這個情況哦。假設你坐在一輛超級快超級快的車上,快得像光一樣。當車開得這麼快的時候,外面的東西就好像被施了魔法一樣變了樣子。
比如說,你看到的房子可能不再是方方正正的,而是變得長長的、扁扁的,就像被拉長或者壓扁的橡皮泥。
而且呢,因為車跑得太快了,光要追上你都很困難。就好像你跑得很快很快去接別人扔給你的球,球都來不及到你手裡。所以外面的光也很難正常地進到你的眼睛裡,你看到的東西就會亂亂的,可能一會兒有這個,一會兒有那個,根本分不清是什麼,就像一幅亂七八糟的畫,很難看清楚。
在我們假設的光速飛船裡也是這樣,外面的景象會變得很奇怪很混亂,讓你根本不知道看到的是什麼。”
“這可真是太奇妙啦!”
曾薇又繼續提問道:“人類眼睛進入光線,才能看見外面景色。如果飛船是光速飛行,光線還能追上飛船,和進入人類眼睛裡面嗎?如果進不了,這個人不是什麼都看不見?”
張啟微微一笑,道:我們來這樣想哦。如果飛船以光速飛行,光線要追上飛船就會變得很特別。比如說,你在跑步,後面有人要把東西扔給你,但是你跑得和扔東西的速度一樣快,那東西就很難扔到你手裡啦。光線也是這樣,當飛船達到光速時,正常從前面來的光線就很難進入你的眼睛。
但是從旁邊或者後面來的光線可能會以很奇怪的方式進入你的眼睛,這會讓你看到的東西變得超級奇怪。可能會看到物體的形狀都變了,顏色也怪怪的,一會兒有這個一會兒有那個,就像把很多不同的拼圖混在一起,根本分不清是什麼。
或者也有可能,因為光線的變化太複雜了,你的眼睛根本沒辦法處理這麼混亂的資訊,就好像你的小腦袋一下子裝了太多東西,處理不過來了,然後就好像什麼都看不見,或者看到的只是一片模糊和混亂。”
一旁的陶黎納插嘴道:“你的解釋是正確的,符合相對論的解釋。”
曾薇又想了想,問道:“如果超光速,這個人會發現什麼?”
“小薇”,張啟向她說道:“目前的科學理論認為,有質量的物體是不能超光速的哦。但是如果我們只是做個想象中的假設,假如能超光速,那可能會出現很多