光从太阳到地球要8分钟?光子:太低估我的速度了,一瞬间足以
“ 时间对于光子 ”是没有意义的,世界对于它来说太小,时间于它完全凝固,然而在我们的眼里,它似乎又没有那么厉害,或许你不够了解它。

光子8分钟的旅程
夕阳西下,其实是八分钟前的夕阳。想象一下承载日落光影的光子从太阳出发,直到它映入眼帘,被你视网膜上的感光细胞分子吸收的这个过程,从我们的角度来看光子在太空中旅行了8分多钟,对于光子自身来说它的旅程并没有时间。

为了让你更容易理解,我们体会一下光子如何能够在一个瞬间到达地球的方案。
缩短空间间隔,我们在一张白纸上标注A点为太阳,B点为地球,想象一下我们把空间折叠起来。例如:爱因斯坦的时空隧道(虫洞),折叠时让A点与B点相连接,然后拿着笔把A点穿透到对面的B点。
很多人可能知道光速是恒定的,不会加速,也不会减速,光子似乎也没有折叠空间的能力,那么光子是如何做到的?
16岁的爱因斯坦

早在他16岁就发表过论文《磁场里以太的状态研究》,其中就提到一个问题:“如果我也以光速运动,那么光在我眼里是什么样的?会静止不动吗?”

爱因斯坦在论文中自答出自己的观点:“根据麦克斯韦的理论,无论我以什么样的速度运动,释放出来的光波对于我来说都是以光速运动。”可见爱因斯坦早在发表《狭义相对论》的10年前就已经知道了光速不变原理,对经典物理光在以太介质中传播的理论提出了质疑。
光速为何恒定不变?

光速不变原理,这个特征源于光子静止质量为零。物质由比质子、中子更小的粒子构成,称为基本粒子,电子就是其中之一。

在量子场论中,空间与粒子之间存在各种场,例如电磁场。粒子在场中运动就会发生四种相互作用,使物质具有了质量。这意味着质量与能量是等价的,它们之间的关系就是质能方程E=mc^2,说直白点,质量是能量的另一种形式。

不过,粒子所表现出来的大部分质量并非粒子本本体质量,自身质量源于希格斯场,粒子在希格斯场中运动具有了一定的势能,因此才有了自身的质量。

我们如果把希格斯场比作海洋,夸克子在海洋中运动被海水束缚,使夸克具有了一定势能,于是夸克便有了质量。

质量之源希格斯场在光子面前就是空气,光子不食人间烟火,一旦出现会沿着一个方向不知疲倦的运行下去,不受任何束缚,因此它拥有了绝对的速度。

钟慢尺缩

1905年,对于爱因斯坦来说是一个奇迹年,那年他26岁,发表了他在16岁就提出疑问的答案《狭义相对论》,还有质能方程与其他2篇论文。

《狭义相对论》基于光速不变原理,其中钟慢尺缩囊括了光子以上的三个方案:
动钟变慢(缩短时间间隔方案):有两个同步的时钟,一个与我相对静止,一个被带上飞船,当飞船匀速运动,你会发现飞船上的时钟走得比静止的时钟要慢,并且飞船飞的越快,时钟慢得越厉害,当飞船无限趋近于光速,时钟几乎静止了。

图:速度与时间的关系
同样是从太阳到地球,速度越快钟走得越慢,而对于光速的光子来说,它的时间是静止的,时间间隔是一瞬间。动钟变慢也意味着一开始同步的静止时钟和运动时钟,当运动状态发生了改变,时间就不再同步,而是相对的。
尺缩效应(缩短空间间隔方案):除了运动状态与时间,空间也一样。由于动钟走得较慢,时间发生了膨胀。举个例子,地面上的人认为高速飞船需要8小时才能从太阳飞回地球,对于飞船与驾驶员来说,实际上飞船上的钟走了1个小时就到地球了。

而飞船匀速直线飞行,速度相同,双方看到飞行的时间却不同,说明在驾驶员眼里地日的距离并没有那么长,由于飞船高速运动空间间隔缩短了,而且飞船的速度越快,缩短的程度就越大。



图:速度越快尺寸收缩程度就越大
如果飞船无限接近于光速飞行,它就能无限的接近光子的空间观,世界在它眼里似乎缩成了一个点。当太阳A点与地球B点,这两个点缩成了一个点之后,空间间隔为零,就似乎是把白纸上的两个点叠在了一起。

方案三“综合”:钟慢与尺缩效应是高速运动引起的,当光子以光速运动,那么以上两个方案是同时进行的。
光子说:我只需要一瞬间
光子从太阳到地球,在我们眼里用了8分钟,但对于它自己来说只不过是用了零时间跨越了零距离。对于它来说世界是零维的点,它只不过是在这个点中一闪一闪,瞬间出现又瞬间消失,没有时间间隔,也没有空间意义。
大家都在看
-
你能想到最恐怖的宇宙真相是什么? 我能想到最恐怖的宇宙真相,不是异星来客,不是黑洞吞噬万物,亦不是战火焚尽星河,而是 宇宙,正以不可违逆的温柔,将我们变成一座绝对孤岛。它不摧毁我们,它只是让我们,被忘记。 在标准宇宙学模型里,暗能量是一 ... 宇宙探索10-16
-
今天上午十点我坐飞碟到月球修好了玉兔一号,十一点回到家 今天上午十点钟,我登上自己亲手制造的飞碟,点火起飞,直奔三十八万公里以外的月球。我的目标很明确,去月球正面虹湾地区,看一看沉睡多年的玉兔一号月球车,幻想亲手把它修理好。飞碟飞速穿越漆黑的太空,很快就抵 ... 宇宙探索10-08
-
新发现!探索附近29颗行星,科学家发现2颗可能存在科技的星球 最近,科学家对太阳系附近29颗潜在宜居行星做了系统推算,推算其可能存在高级文明的概率。相关研究于26年9月22日发表在《国际天体生物学杂志》。对于寻找外星生命,我们一直默认:行星越古老,生命演化的时间就越长 ... 宇宙探索10-06
-
畅想星际探索的未来 人类能在火星上开辟新家园吗?星际远航的航天器从地球启程,补给站该在哪安营扎寨?人类将以何种方式,开启这场跨越星辰的壮丽旅程?不妨大胆想象一下,多年以后,或许人类将凭借“荧惑探针”对火星实施精准的“针灸 ... 宇宙探索09-19
-
仰望深空十载 展现开放姿态:“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量 新华社北京9月12日电 《参考消息》近日刊发文章《仰望深空十载 展现开放姿态:“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量》。全文如下:星河垂落,群山低伏。“中国天眼”,这枚被苍翠山峦托举望向天际的巨大眼窝,正将一 ... 宇宙探索09-15
-
人类探索宇宙70年,最后发现要回的"家"根本不在地球 ——从星尘到星尘,你的小我才是唯一的牢笼来都来了,点赞收藏转发评论关注一下吧,下次更新平台通知你。你有没有过这样的时刻——加班到凌晨走出写字楼,抬头看见一颗星星,突然觉得自己像一粒被风吹散的沙子?房贷 ... 宇宙探索09-12
-
韦伯望远镜拍到的宇宙深空照片,到底有多震撼? 2022年,美国NASA正式公布了詹姆斯·韦伯太空望远镜拍摄的第一批宇宙深空照片。照片一经公开,立刻轰动全球。因为人类第一次如此清晰地看见了宇宙深处。很多人看到照片时,都会觉得那只是一些漂亮的“星空图片”。但 ... 宇宙探索09-11
-
《无人深空》“宇宙”更新已上线:正式迈入第二个十年,改变探索宇宙的方式 Hello Games宣布,《无人深空(No Man's Sky)》“深空斗兽场(COSMOS)”更新正式上线,对深空环境本身进行了大刀阔斧的重塑。为庆祝《无人深空》十周年,全新的周年庆远征也将带领玩家回顾过去十年间的40多次重大 ... 宇宙探索09-11
-
光速到底有多快?为什么人类几乎不可能达到光速? 光速,是宇宙中目前已知最快的速度。它每秒大约能跑30万公里。这个数字有多夸张?如果一道光绕地球飞行,只需要0.13秒左右,一秒钟就能绕地球七圈半。人类最快的高铁、飞机,甚至火箭,在光速面前都慢得像蜗牛。就连 ... 宇宙探索09-10
-
旅行者一号和二号:人类飞得最远的探测器,真的飞出太阳系了吗? 1977年,美国先后发射了两艘探测器——旅行者一号和旅行者二号。当时,没有人能想到,这两台看似普通的机器,竟会成为人类历史上飞得最远的“宇宙使者”。它们的任务原本是探索太阳系外侧的几颗巨行星,包括木星、土 ... 宇宙探索09-05
相关文章
- 仰望深空十载 展现开放姿态:“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量
- 人类探索宇宙70年,最后发现要回的"家"根本不在地球
- 韦伯望远镜拍到的宇宙深空照片,到底有多震撼?
- 《无人深空》“宇宙”更新已上线:正式迈入第二个十年,改变探索宇宙的方式
- 仰望深空十载 展现开放姿态——“中国天眼”为全球宇宙探索贡献力量
- 光速到底有多快?为什么人类几乎不可能达到光速?
- 旅行者一号和二号:人类飞得最远的探测器,真的飞出太阳系了吗?
- 黑洞到底是什么?掉进去的人会怎样?超大质量黑洞有多可怕?
- 中国空间站有多厉害?看完真的会为中国航天骄傲
- 金星为何高温如炼狱,火星能否成为人类新家园?
- 王威廉分享作品《火苗照亮宇宙:暗生命传奇》:以科幻为炬,探索宇宙奥秘
- NASA罗曼空间望远镜成功发射,将绘制宇宙地图探索暗物质
- 人类探索宇宙奥秘(堪比登天)为什么国家还是不惜代价去研究呢!
- 宇宙加速膨胀之谜:探索宇宙的极秘密
- 银河系到底有多大?如果人类想走出去,可能要飞上几十亿年
- 探索宇宙的奇迹!中学生深度参与研制的卫星升空了🚀🌌
- 用数字 4 帮助小学生探索宇宙的无穷奥秘
- 《射电望远镜:探索宇宙的神秘之眼》编辑手记
- 探索宇宙真相,揭秘意识的秘密
- 人类登月的壮举与探索宇宙的征程
热门阅读
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃而死) 07-11
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
中国51区秘密基地,窃密必被抓(抓住就杀头) 07-11
-
这6个神奇天体有很酷的名字 06-01
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星球 04-12
-
创生之柱是什么?(创生之柱给予了许多恒星生命) 12-25
精选文章
- 预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来临
- 2025年宇宙探索大爆发!月全食、火星冲日等,这些天文奇观别错过
- 黑龙江50万年死火山苏醒, 内含15%电量的巨大岩浆囊
- 中国空间站离地球有多少公里有多大,400公里/大约有110立方米 ...
- 中国古代四大凶兽,四大神兽vs四大凶兽谁更强
- 中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T字型有三个舱段最多可驻留6人 ...
- 误会一辈子!破伤风其实是一种细菌跟生锈铁完全没关系
- 新冠病患康复后,可能“精子减少或无精”
- 中国长征五号B遥一运载火箭全貌曝光 本月底在海南文昌航天发射场进行首次发射 ...
- 美国同步空间态势感知项目(GSSAP)军事间谍卫星多次秘密靠近俄罗斯和中国的航天器 ...
