韩宝仪,光子怎么体会世界的?,杰尼亚

光子怎样领会国际的?

一颗耀变体(Blazar)天体正在加快发作介子的质子,这些质子发作中微子和伽马射线。也会发作光子。尽管你或许不太注重以光速运动的汉逆之吕布新传粒子与以99.99999%光速运动的粒子之间的差异,但在这两种不同的条件下,粒子自身对国际有两种天壤之别的领会。

已有100多年前史的狭义相对论,仍然是关于国际自身性质的最令人费解和困惑的发现之一。咱们在地球上所习气的(牛顿)物理规律在简直全部的状况下都是有用的,可是假如你挨近光速的话就不是这样了。时钟以不同的速率运转,间隔好像发作了改动,而且物体自身依据它们相关于你的速度而改动色彩。可是,与此一起,相对论声称,物理规律对全部观察者都是相同的和不变的,不论他杨小棺们的运动怎样。这对以光速运动的光子意践组词味着什么?

相对论说,全部的韩宝仪,光子怎样领会国际的?,杰尼亚惯性参照系都是相同有用和实在的。从光子的视点来看,整个国际被展平成一个二维的、永久的平面。幻想一下,我把一个苹果放在我的桌子上,然后用香蕉替代它。当它被压扁成一个没有时刻感的平面时,光子是怎样感知我的桌子的呢?

让咱们幻想一下在三种状况下会发作什么:中止的观察者,挨近光速的观察者,以光速移动的观察者。

1)中止的观察者。在那里,相关于你周围的环境,你是中止的,看着你面前的国际。你的时钟总是以相同的速韩宝仪,光子怎样领会国际的?,杰尼亚度滴答地走着:每秒一秒。你看看你地点的环境,你所看到的时钟都是以与你相同的速度运转的:每秒一秒。物体看起来便是它们实践的色彩,它们的实践巨细,而且没有任何行为是违反直觉的。不论你往后看,仍是往前看,全部好像都恰如其分。

这是你在这个国际上的传统阅历。在地球上,与光速比较,典型的人类速度是微乎其微的。即便在以挨近音速飞翔的飞机上,你也只能以0.0001%的光速飞翔。从相关于周围环境的中止方位,你能够看到三维国际,这种方法对每个人来说都是共同的。

光子怎样领会国际的?

由闫怀礼两个反射镜之间的光子反弹构成的光钟将界说观察者的时刻。乃至狭义相对论和全部试验依据都无法证明,但它能够经过测验验证或证伪。这些规矩只适用于在空间和时刻上同一“工作”的两个观察者。

2)挨近光速的观察者。这便是工作开端变得古怪的当地。幻想一下,相关于你本来中止的环境,你正以挨近光速的速度,在一个特定的方向上跋涉。你会注意到的第一个不同之处便是时刻。和你一同重生写轮眼都市纵横走的时钟仍然会以你习气的速度走:每秒一秒。可是环境中的时钟呢?它们好像都韦希成跑得很慢。

原因很简单:空间和时刻不是独立的实体,而是不行分割的梁丽彼此相关的实体。国际中的每一个物体都在时空中运动,因而它的总运动加起来便是一个特定的值。当你在空间上中止不动时,你的运动是100%地穿越时刻,时刻以每秒一秒的速度传韩宝仪,光子怎样领会国际的?,杰尼亚递给每个人。可是当你经过空间添加你的运动时,你就会跟着时刻削减你的运动。相关于你,环境中的时钟好像运转缓慢,由于整个环境看起来都在移动。

上图显现了一个航天器以与地球表面重力加快度持平的稳定速度加快,它抵达目的地的游览时刻。假如有满足的时刻,你能够去任何当地。

相关于你的环境以较高的速度移动还有许多其他作用,您也会领会到这些作用。长度和间隔沿着你的运动方向缩短,这是一个相似的相对论要求。由于关于全部参阅帧中的全部观察者来说光速有必要是不变的,假如时刻好像传递得更慢(时刻更短),那么间隔需求缩短(需求更短的间隔)才能使光速抵达坚持不变。

除了长度缩短和时刻胀大,还有另一个影响:红韩宝仪,光子怎样领会国际的?,杰尼亚移和蓝移。在你移动的方向上光的波长呈现紧缩,或许更短,更蓝。在相反的方向上,你接收到的任何光看起来都会被拉伸,具有更长的梦境空中岛奇遇波长和更韩宝仪,光子怎样领会国际的?,杰尼亚红的色彩。

挨近光速移动的物体将看到其外部的国际发作红8开的纸有多大移或蓝移,这取决于它相关于观察者的显着运动。光波在运动方向上被紧缩(蓝移),而且相关于运动方向被拉伸(红移)。

你移动得越快,效外阴果就越差。物理物体的间隔缩短越来越严峻,乃至带电粒子发作的电场也沿其运动方向缩短。时刻胀大得更凶猛;在咱们的高层大气中发作的不稳定埃塞俄比亚粒子(介子)能够穿越整整100公里抵达地球表面,即便它们的寿命为2.2微秒,这表明假如它们以光速移动,它们乃至不会抵达1公里。在超高速下,红移和蓝移是十分严峻的,乃至大爆炸留下的能量仅相当于3K的光子周冰倩,在满足高的蓝移时,经过E=mc^2与质子磕碰时,也能自发地发作新的粒子。

时刻胀大、长度缩短和红移/蓝移的影响越挨近光速,作用就越严峻。但这是有极限的。

时刻胀大(L)和长度缩短(R)显现出你越挨近光速,时刻看起来越慢,间隔看起来越加尼瑞克小。当你挨近光速时,时刻底子不会消逝,而间隔缩小到无穷小的。

3)以光速移动的观察者。这才是真实的费事地点。以光速移动,你将会阅历更多的时刻胀大,长度缩短,以及相关于你自己的红移和蓝移。当你向苹果移动时,苹果会呈现黄色、蓝色,然后是紫外线;当你脱离它韩宝仪,光子怎样领会国际的?,杰尼亚们时,香蕉会呈现橙色、赤色,然后是红外线。

可是假如你真的抵达了光速,时刻和空间将不再像你习气于它们的行为那样体现了。假如你以光速相关于周围环境移动,那么你周围的环境看起来底子没有时刻消逝。由于它的运动看起来像是光速,所以不或许有额定的运动答应光子相关于你的周围移动。

全部的狭义相对论方程都是以光今夜让咱们相爱速分化的。时刻不会跟着你周围的环境而消逝。沿运动方向的全部间隔都会缩短到零。红移和蓝移的数量是无限的。

这或许是十分诱人的直觉,根据这一点,由于沿着你的运动方向的间隔缩小到零,国际变成了二维的。时刻不会消逝,它看起来就像一个平面:无限长的缩短。因而,当光子看到你把桌子上的苹果换成嘉定天气预报香蕉时,会一起感受到这两种物质的存在。

但实际中发作的工作或许更令人惊奇。

从纯能量发作物质/反物质对(左)是一个彻底可逆的反响(右),物质/反物质湮灭回到纯能量。当一个光子存在时,它有一个彼此作用来创立它,一个彼此作用损坏它,常常(但不总是)发作另一个光子。可是,关于光子自身,它的发作和损坏是瞬间发作的,它不或许阅历其他任何工作。

事实证明,光子什么都看不见,也领会不到任何东西。时刻关于光子来说确实是不存在的:在相对论中,它代表咱们所说的零短程线。它从原点到结尾:从一个交互作用创立(或发射)它的当地到另一个交互作用损坏(或吸收)它的当地。无论是发射/吸收、发射/反射、散射彼此作用,仍是与其他粒子的任何类型的彼此作用,都会发作这种状况。

当你问光子会“看到”什么时,你假定某物或许与光子彼此作用,光子或许以某种方法阅历这种彼此作用。可是,在它存在的过程中,它所阅历的全部都是两个“事物”:发明它的互动和炸毁它的互动。损坏后是否有光子存在,例如经过散射或反射,是无关紧要的。

悠远的光源,即便是来自国际微波布景的光源,有必要穿过气体云。尽管咱们能够从惯性参阅系核算红移和蓝移、吸收和发射以及其他性质(如光游览时刻),但咱们不能从光子的视点做任何这些工作。

这便是为什么咱们要求在惯性参照系中进行相对论核算。假如咱们运用移动速度低于光速的参阅帧,但不是从光子极速行进土耳其浴引发争议的参阅帧,咱们能够核算光子怎样红移或蓝移。从惯性参照系,咱们能够核算它的发射和吸收点之间的间隔,但不能从光子的参照系核算。咱们能够从任何惯性参吃b考系核算其光传达时刻,但不能从光子的参阅系核算。

问题是光子的参照系不是惯性参照系:在惯性参照系中,存在着不依赖于体系外部任何运动的物理规律。可是,关于光子来说,它遵从的物理规矩彻底取决于它外部韩宝仪,光子怎样领会国际的?,杰尼亚发作的全部。你不能仅从光子的参照系中核算出任何有意义的东西。

一个星系离咱们越远,它远离咱们的速度就越快,它的光就越会红移。但咱们只能从惯性参阅系核算红移和蓝移。假如你企图从光子的参照系做这件事,你很快就儿童电影领会识到你的核算只会发作无意义的成果。

这是由于光子以及全部以光速运动的粒子,缺少中止质量。中止质量是生活在惯性参照系中所需求的:质量以及质量是怎样散布的,为咱们供给了惯性的界说!光子底子看不到国际,由于看到国际需求光子与其数独标题他粒子、反粒子或光子彼此作用,一旦发作这种彼此作用,光子的旅程就完毕了。

任何光子,它的存在是瞬时的。它是经过一种彼此作用而发作的,而它又经过另一种彼此作用而消失了。这或许是从悠远的恒星或星系发射出来的,并抵达你的眼睛,不论它是来自咱们自己的太阳,仍是数百亿光年之外的物体。当你以光速移动时,时刻就中止了,你的生命只继续了一会儿。

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