如果乙個光源可以發出一束光線,當這個光源圍繞自己所在的點旋轉的時候,光線就成了乙個圓的半徑。那麼當光線無限長的時候,光線上的某一點的線速度可以達到多少,能超過光速麼?

時間 2021-05-07 01:41:50

1樓:StephenCQ

剛好想到這個問題,搜一搜知乎果然有。重新描述下這個題目,將一束雷射和其光源想象成一條射線,射線以端點為圓心旋轉,問射線極遠處上的點的線速度,會不會出現超光速的可能?

如果只是一條射線,也就是說射線在旋轉前,所有的點都已經在射線上按部就班地分布好了,就等著和端點同時旋轉了,那按照: 線速度=角速度x旋轉半徑,確實會有在某一點之後的所有點的線速度超光速,但前提必須保證所有點的角速度都相同,那就要求射線是剛性的,不彎曲,不變形,挺起來比老二還硬才行。我們就假設它比老二還鋼硬,但根據愛的理論,任何運動只要給它相對起來就不可能超光速了,那麼射線上的點是相對誰做的線運動呢?

相對的是端點和整個靜止的旋轉平面,在平面上做曲線運動。有一群點繞著乙個點做高速的旋轉運動,這個畫面是不是有點熟悉?沒錯,就是黑洞。

上公升到黑洞的層面,我們考慮問題就不能在三維空間了,應該在四維空間上看看。在四維裡,三維直線就不見的是直線了,平面就不見的是平面了。也就是說,假設存在老二一樣硬的射線,那旋轉起這樣的一根射線,就相當於造了乙個黑洞,整個旋轉平面都在黑洞裡,什麼三維世界的常識定律就別費心思去自圓其說了。

黑洞裡什麼樣,真沒法腦洞去。

現實是,根本沒有這樣的一條射線。

再看雷射束的問題。在肉眼看來,雷射束一邊往外發射,一邊圍著光源旋轉,就讓人產生極遠處的一點的線速度會不會超光速的錯覺?但這可能嗎?

雷射束上的光子,從光源射出後,是沒有理由獲得讓光子都能拐彎的旋轉加速度的,除非引力場發生變化,你想單憑轉轉光源就想讓光子附近的引力場發生變化,從而讓光子再產生乙個線速度,估計世界上的物理學家都得自殺不活了。光子被射出去就射出去了,為什麼還要跟著做旋轉線運動?突然想起一部抗戰神劇,說有乙個抗戰英雄,是個神槍手,能打出會拐彎的子彈射殺障礙物後面的敵人,原因解釋說當子彈出膛時,手這麼一抖,出膛的子彈就獲得乙個拐彎的加速度,然後就能射到藏到角落後的敵人了。

我立馬就噴血兩桶。你手抖一抖,可能會讓子彈獲得乙個其他方向的速度,但加速度何來?加速度和速度的區別你搞清楚區別了麼?

至於說足球為什麼能踢出曲線來,還是從流體力學上的渦流找原因吧。

其實其中有乙個觀點,我是持保留意見的,那就是射出去的光子,真的就跟後面的光子沒關係了嗎?在光的雙縫衍射實驗中,明顯能看出光子的量子糾纏現象。其實可以以此作個實驗驗證一下。

調節雷射束的強度,讓其一下只發射乙個光子,同時讓光源做該問題中所述的那樣旋轉,在一定的距離之外,我們應該能夠看到不同的光子打在不同的位置上,如果觀察其中乙個光子的時候,另乙個光子還會出現在預定的位置上嗎?可以猜想到,在這個試驗中,應該能夠驗證量子糾纏對之間的超光速通訊

2樓:濤濤

題主講的是類似乙個手電筒的光源,水平放置,然後自我旋轉吧。請注意,光源旋轉的時候,投射不是圓形,只是光速很快,如果光源自轉也很快,近似圓形。如果光源自己轉的很慢,例如1秒一圈,當剛開始發出的光,比一秒後發出的光多了30萬公里的長度,這個圖怎麼看都不是圓形。

3樓:翼神

其實你這個問題我很小的時候就思考過那是乙個夜晚我拿著乙個手電筒對著天空照射我發現我拿著手電稍微移動一點距離在我手電筒光束末端會移動非常遠的距離我當時就想象如果手電筒的光束延伸到宇宙中非常遙遠的某個地方以至於達到我的手稍微移動一點在光束的末端移動的距離就超過好幾萬光年那麼我是否能讓光線的末端的線速度超過光速呢?

這個問題我無法去驗證因為我知道手電的光線可能根本就達不到那麼遠的距離但是我相信在自然界中必定存在這樣的現象例如著名的脈衝星自轉的速度極快那麼脈衝星發出的光線的末端就很有可能達到並超過光速還有大質量黑洞本身的自轉線速度就接近光速當然它不能發出光線但是它周圍的粒子是否能被加速到光速以上?我相信本質上是可以的但宇宙有種隱秘的法則制約了這種現象因為接近光速時間會變慢從而在外界看來始終超不過光速但是在那個接近光速的物體上看誰又知道呢

4樓:天欲

高中時問過物理老師乙個問題,假如說在真空中有一根輕質長桿子,很長,桿子也很結實,不會被拉斷比如說100公里,在桿子的中心位置安裝乙個高速電機帶動這根桿子均勻加速轉動,當轉速達到一定程度的時候,桿子末端的線速度是不是就會超過光速了。然後被罵出來了

5樓:張燦

眾所周知,光具有波粒二象性。無論從波的特性還是粒子的特性分析,在光線的極遠處,某一點的速度也只是光從光源出發時的速度,而並沒有隨著光源的旋轉而旋轉。我們之所以會有光線隨著光源的旋轉而旋轉的認識,是因為我們看到的距離還是很近(即使你看的再遠,相對於光速來說,還是很近),在這麼近的距離從光源發出的光波或光粒子幾乎是同時到達你視覺的盡頭,看起來就像光線也在旋轉。

6樓:張浩斌

2樓正解,樓上假設不成立,當末端接近光速時質量趨近無窮大,加速旋轉需要的能量也是無窮大。

7樓:何波

" 光速是宇宙中的絕對速度 "是實際物質的速度,對於這種投影的速度,完全可以超過光速的。因為沒有實際執行的實體。

8樓:王佳

不會超過光速。

打個不太正確的比方,你拿乙個噴水槍旋轉,已經噴出的水不會再受噴頭旋轉的影響,離開噴頭的水不會跟著噴頭的旋轉而旋轉。不管旋轉的多快,噴的半徑有多大,都不影響水的速度。

之所以說這個比方不太正確,是因為思考光速的時候,不應該用這種巨集觀尺度的想法。

9樓:劉騰輝

問題等效為射線繞其起點以ω角速度旋轉,問射線上任意一點(假設與起點的直線距離為r)的線速度v為多少。

就是v=rω啊。

如果沒有「光速是宇宙中的絕對速度」這一說,那麼就和以往人們所做的思想實驗得到的結論一樣,在該射線上的某一點是可以達到r=c(光速)的,而這一點之後的線速度便超光速。

然而鑑於有「光速是宇宙中的絕對速度」這一說,那麼射線上任意一點的線速度是不可能超光速的。

乙個點光源能夠在空間裡發出多少條光線?

nzczll 你這個問題很難回答。經典物理的答案,和量子力學的答案,也不相同。根據量子力學,這個問題本身都是錯誤的。量子力學的觀點。首先得問這個光源發出的光子頻率是多少。其次是,在空間中任何一點,都有機率觀察到光子。很難按照經典物理的觀點,計算出光線密度是多少。 易嵐 如同磁通量是描述單位面積內穿過...

乙個一厘公尺厚的鐵板,一束強光照射足夠長時間,是否會有個別光子穿透鐵板?概率有多大?

谷哥哥 會,但是概率很低。當電磁波入射金屬的時候金屬內部的電子會重新排布導致電磁場強度隨離金屬表面的距離指數減少,這個效應叫作趨膚效應 skin effect 指數衰減的長度尺度叫作趨膚深度 skin depth 趨膚深度和金屬的特性比如電阻率 入射電磁波的頻率有關,比如對3GHz的微波來說在金上的...

如果乙個點光源在乙個反射率100 的鏡面球殼中心發光,會發生什麼?

李不禹 顯而易見的是球殼因為其全反射性,溫度不變。如果球殼內部是真空,那麼點光源不斷的發光,球殼內部不斷的積累大量光子,光子濃度越來越高,整個球殼受到均勻的向外的光壓越來越大,直到整個球殼撐爆。如果你的這個光頻率很高,那麼應該會發生光子 光子反應,生成一堆正負電子。 1 一般來說點光源自身總還是有一...