爱因斯坦 飞船以光速飞行,打开飞船大灯会发生什么?爱因斯坦给出答案

最近有网友问了我一个很神奇也很有趣的问题:“一艘光速运动的飞船,在运动时打开飞船的大灯,能不能照亮前方”?
看到这个问题,我想到的第一件事情就是:飞船为什么要装大灯?日常生活中,汽车撞大灯是为了看清楚前方,但是对于宇宙飞船来说,装一个大灯不是多此一举吗?在宇宙中旅行的宇宙飞船,想要照亮前方十分困难,但是仔细想想或许飞船在着陆的时候需要大灯吧……
爱因斯坦 飞船以光速飞行,打开飞船大灯会发生什么?爱因斯坦给出答案
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在很多科幻电影中,我们可以看到飞船超光速运动的场景,但是在现实生活中,从目前的物理理论来看,想要让一艘宇宙飞船的移动速度达到光速,是一件不可能的事情,因为根据我们的物理理论来看,任何有质量的物体都不能达到光速。
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根据爱因斯坦的“质能等价理论”,在任何静止的物体中,都蕴含着大量的能量,这些能量以质量的方式展现出来,一个物体蕴含的能量都包含在质量当中,而这个物体在运动的时候,肯定会产生对应的“动能”,因为质量和能量从本质上来说没有差别,这个物体运动产生的动能会增加到质量上,也就是说一个物体运动的速度越快,它的质量也就越大,当然日常生活中物体运动产生的动能几乎可以忽略,只有当速度达到一定程度后,质量才会有明显的增加。
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物体运动的速度越接近光速,质量就越高,这个物体的运动速度接近光速的这个过程中,越接近光速质量就越大,最终的结果就是质量无限趋于光速,质量接近“无穷大”,想要让一个质量无穷大的物体继续运动是不可能的事情,所以从现在的理论来看,飞船实现光速运动是一件不可能的事情。
当然,爱因斯坦的理论也不能百分百正确,或许人类在未来研究出了新的理论,或者是通过某种办法让飞船超光速运动都是有可能的事情,对于人类文明和宇宙中的所有文明来说,掌握“超光速”的方法很重要,有能力让飞船超光速运动,文明才能成为三级文明和更强大的文明。
当一艘宇宙飞船在光速移动的时候,打开大灯会发生什么事情,能不能照亮前方的空间呢?
其实这个问题爱因斯坦已经给出了答案,那就是“光速不变原理”,这个原理指出,在任何坐标系中,对于任何观察者来说,光速都是恒定的,不管观察者和光源以什么样的速度运动,观察到的光速都不会发生变化。最简单的例子就是,我们在开车的时候打开车灯,汽车在以一定的速度运动,车灯射出的光会以光速向前运动,和这辆车的速度无关,不管这个车多么快,光线都可以照亮前方。
如果一艘宇宙飞船达到光速,那么打开前方的灯,光线对于飞船来说,就是以光速向前运动的,所以飞船可以照亮前方,但是在宇宙中没有什么东西可以反射这些光,除非是遇到小行星或者是要降落的时候,打开飞船的大灯才有用。
其实仔细想想,这个光速移动的飞船内部也需要灯光来照明,飞船的运动对内部的光源和外部的光源都不会造成影响,就像是我们在高速移动的火车上跳起来不会因为火车的移动受到影响一样,在不同的惯性系内,光速的运动都不会发生变化。
实现光速不可怕,真正让人疑惑的是超越光速后会发生什么事情,如果飞船超越了光速,那么飞船大灯的光可能就不能照亮前方了,因为这个飞船比光还快,光线只能被飞船甩在后边了。
最让我们疑惑的是,宇宙为什么要设置一个最快速度“光速”,光速仿佛就是就是宇宙给文明设置的一个“禁锢”,让文明只能在一定的范围内活动,因为宇宙太大了,恒星之间的距离一般都是以光年来计算的,人类的寿命又太短暂,不突破光速的限制,文明活动的范围很有限。
爱因斯坦|飞船以光速飞行,打开飞船大灯会发生什么?爱因斯坦给出答案】目前人类已经在宇宙中发现了一些超光速现象,特别是量子力学中的一些现象,让科学家对超光速有了更多的想法,或许在宇宙中还隐藏着更深层次的物理规律等待着我们探索。

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