神马文学网中山大学学子：爱因斯坦可能是错的
来源：百度文库 编辑：神马文学网 时间：2024/04/29 09:10:49
中大学子想证明：爱因斯坦可能是错的
果我们以0.3-0.95倍的光速掠过小蛮腰，将看到一个弯曲度逐渐加大，可见立面范围越来越广，颜色偏移越来越大，亮度越来越高的小蛮腰。最后，将是一片高光的空白。这像不像在玩PS游戏呢？很像，但这个理论中的世界，比通过图片处理，可能更加精彩。
昨日，中山大学物理系本科大四的学生廖世鸿做客由广东科学中心、南方都市报和伯尔尼历史博物馆联合主办的第38期小谷围科学讲坛。在他通过理论模拟“制造”出来的相对论世界中，“小蛮腰”时而变成了一张蓄势待发的弓，时而“体量”忽然变大，最后，在无限接近光速时，变成了一片光亮。
1905年，26岁的爱因斯坦提出狭义相对论的时候，也曾对那个接近光速的世界进行展望，他认为，在这种情况下，物体可能发生“长度收缩”，并举例认为圆球会变成椭球。但廖世鸿用图片和视频模型告诉听众，爱因斯坦可能是错的。圆球并不会变成椭球，但垂直的物体却可能变成曲线。
速度越增加，“小蛮腰”弯曲度越大
在经典之作《物理世界奇遇记》中，乔治·伽莫夫描绘了一个神奇的相对论世界：在一个接近光速的世界中，主人公汤普金斯看到“街道缩短了，商店的橱窗变得像一条狭缝，而在人行道上步行的人则变成他有生以来第一次见到的细高条”。这段描写的理论依据，正是爱因斯坦的“长度收缩”理论。
但这一切可能是错的。廖世鸿用模型展示出来的在0 .6-0 .95倍光速下，小蛮腰只发生了形状、可视范围、颜色和亮度等变化。一个被缩小的“小蛮腰”并未出现。随着速度的增加，“小蛮腰”弯曲度越来越大，在0 .95倍光速时，完全成了一张蓄势待发的弓。这一切，其实都只与那个我们尚不可能达到的速度有关。
如果把小蛮腰附近的其他建筑也纳入视觉范围，你还会发现，这些建筑除了也开始弯腰之外，可视面积也增大了，原来一面墙可见，可能变成两面墙都能看到。这就是“转动”现象，也叫“彭罗斯-特雷尔转动”。是爱因斯坦椭球不会出现的原因之一。
接近光速时“小蛮腰”像被PS掉
此外，接近光速运动时，物体的颜色和亮度也会发生变化。廖世鸿说，这与多普勒效应有关，“当波源向我们而来时，波的频率升高，当波源离我们而去时，波的频率降低。”
光波频率的变化，将导致颜色发生偏移。面向而来时，会向高频的蓝色和紫色光谱偏移；远离时，会向低频的红光偏移，也就是学术上讲的“蓝移”和“红移”，速度越快，偏移越厉害。
廖世鸿说，在接近光速时，“小蛮腰”就会像被PS掉一样，出现不同的背景色和前景色。而假设发生蓝移时，物体本身刚好能发出红外线，则二者会抵消，会变成可见光。假如这个发出红外线的个体刚好是个人，则可能发生看似一丝不挂的尴尬。
另外，静止时，均匀照射的光会在高速时，朝着前进的方向“聚集”，就像夜间行车相向而行时，觉得车头灯非常亮一样，其实静止时，车灯是没这么亮的，因此，这个也叫“车头灯效应”。在接近光速运行时，这个亮度会被进一步放大，运动的前方可能一片光亮，而后方，将是一片黯淡。■小贴士
亲眼看看相对论的世界
科学中心爱因斯坦展中的自行车，加速踩时，就可以看到接近光速时物体的变化，但可惜没有多普勒效应的变化。
你可以自己动手，下载BACKLIGHT源代码，搭建自己的场景，并用REALTIMERELATIVITY软件去实现各种变化。当然，也可以去www.spacetimetravel.org进行在线交流、学习、探讨。
■现场问答
观众：以接近光速的速度向前飞，前面会变亮，会不会周围的景物都会堆到前面来？
廖世鸿：接近光速的速度向前飞的时候会发现周围的光都向前聚集了。会不会景物也向前聚集？确实是这样子。如果有一天，当一位宇航员驾驶一艘宇宙飞船在太空中穿行，你本身周围有很多星星，如果你速度很高的话，你会发现星星都在前面，确实景物是会跑到前面去的。
观众：广州塔晚上的美景最迷人。如果在你的模型上面加一些灯饰的话，会不会出现红移的现象？
廖世鸿：晚上是什么样的情况呢？我也不一定能说出来，因为夜晚的天空毕竟是黑色的，各种颜色和灯光我觉得应该是挺复杂的问题。如果你加了灯光，夜晚广州塔是什么样的情况，首先强度会有变化，多普勒效应红移肯定也有，变形也有，但是我觉得夜晚和白天最大的区别应该是多普勒效应和变形。我回去试一下再交流。
观众：我想问一下，小鸟撞飞机可不可以用相对论来解释？
廖世鸿：小鸟撞飞机，不需要用到相对论，应该用到平时的理论就可以，因为它不是高速飞行的，一般情况下小鸟撞飞机不会用到相对论，相对论的效应是非常高的速度时才会产生的。
观众：首先我想问一个比较奇怪的问题，就是我在果戈理的《宇宙》里面看到一个描述，他说黑洞的质量很大，会导致时间弯曲，时间会在黑洞里面终结。但是从另一个方面说，爱因斯坦说时间和空间是不能够分开的，是紧密联系在一起的，那时间为什么会在黑洞里面终结呢？
廖世鸿：好高级的问题，我还是要说对不起（回答不了）