郭智毅
這一次不可能實現的體驗是駕駛光速汽車,它將顛覆你對速度感的一切認知,你準備好了嗎?
我的上一期專欄告訴了大家在我們存在的這個宇宙中,飛行器想達到真空光速是無法實現的,因為這違背了經典的質能方程。但是,你想不想知道如果真的有一天坐在一部以光速運行的機器上會是什么感覺?
首先,我通過一些數據來給大家一個更直觀的關于光速有多快的概念。地球的直徑是1.28萬千米(赤道直徑),光速是30萬千米/秒,如果把N個地球像拉直的珍珠項鏈一樣相連排在一列,光一秒鐘可以飛躍23.4個地球,是不是太也刺激?藤原文太對朋友說,拓海覺得自己視力越來越不濟,看東西變得模糊,原來是因為他的車開得越來越快。沒錯,速度越快,視覺神經獲取前方信息的效率會受到越大的挑戰。那么,如果我們駕駛一輛光速汽車,是不是就什么也看不見了呢?答案沒那么簡單。我們假設有一個無限寬闊的平坦世界,以供我們可以駕駛一輛光速行駛的汽車。
首先,在光速汽車里,我們眼前的世界將變藍。根據多普勒效應,以光速運行的物體前方的電磁波頻率會向電磁波譜的藍色端移動,也就是發生了藍移現象,我們首先會發現風擋外是一個藍色的世界。更有趣的是,由于我們運行的速度太快,同樣根據多普勒效應,一些原本能被人眼識別的可見光會超出人眼識別的頻率范圍,而一些原本低于人眼可見光頻率的紅外光線則會上升到人眼識別的頻率范圍,我們的可見世界向下錯位了一個頻段。
然后,我們還會觀察到更加神奇的一幕:我們看到的是過去的世界。請各位開始在大腦里設置這么一個場景:我駕駛光速汽車經過一個有著巨大招牌的大樓,當我的汽車剛剛好到達這棟大樓的時刻,大樓處于我的正右側,我和大樓的直線距離是100米,但這時我是看不到這棟大樓的,因為大樓的正面影像正以光速傳到我的眼睛里,等這影像走完這100米的距離被我獲取,我的汽車也向前走了100米以上(大樓正面影像傳遞到我眼睛里的路線實際上已不是直線,而是大于100米,同樣我的光速汽車在這段時間里的行駛距離也會大于100米),所以這時我的汽車已經來到了大樓的右前方,應該看到的是大樓右前側的面貌。但此時我才剛剛看到傳過來的大樓正面的影像。把這個過程連續起來理解,那么我看到的大樓影像永遠都比我目前實際位置應該看到的影像有所延遲。也就是在光速汽車里,我看不到即時發生的事情,總是會在這個事情發生以后才看得見。其實在現實生活中開車也會出現這種問題,只是因為我們的車速實在是太慢太慢,即便駕駛布加迪以400km/h的速度行駛也是太慢太慢太慢,所以這種效應完全可以忽略不計。但在光速汽車里,這種影像延遲將會變得非常夸張。
最后一點,我們看到的世界將會發生嚴重的畸變。道理等同于前面兩點產生的原理。影像的傳遞速度是光速,在現實生活中,一切事物運行速度相對于影像傳遞的速度而言都像是靜止的,因為無論是我們駕駛的汽車、還是飛機甚至是火箭,在光速面前都慢得形同靜止,影像傳遞幾乎不受多普勒效應影響。但當我駕駛的汽車達到光速,物體影像傳遞到我眼里的路徑不再是靜止不動的,而是扭曲的、延遲的,所以這時我看到的世界就會是嚴重畸變的。
總結—下,在光速汽車里,我看到的是一個藍色的、延遲的以及嚴重畸變的世界,是不是很有趣?