光速下飞船灯光有用吗
灯光在科学世界中,如果加进了相对论,解释起来恐怕没那么简单!
首先,按照相对论的质能方程和光速限制原理,在这个三维世界一切物质是不可能超过光速的,当然这也包括宇宙飞船。就是达到或接近光速也几乎是不可能的。
霍金与一些科学家和商业巨头们已经启动了一个项目,叫“突破射星”计划,是准备发射一颗微型探测器前往半人马座的阿尔法星,距离是4.22光年。这次计划的最大特点一是快,二是小。快就是准备用激光将这个微信探测器的光帆加速到光速的五分之一,只用20年就能达到目标,这是人类太空探索速度上的一大突破;小就是这颗探测器的主机只有一平方厘米,重约1克,上面却装满了各种控制推进仪器和照相传送装置,这也将创造一个人类复杂机器小型化的记录。这将是人类首次以恒星探索为目标的航天活动,是第一次真正的飞出太阳系,走向深空的伟大创举。
人类还在研究曲速引擎的方法来取得宇宙航行的高速度,这种方法如果能够研究成果,宇宙探索有可能突破速度瓶颈,实现超光速行进。但这种超光速是不违背光速限制原理的,因为这种航行方式并不是平常意义上的飞行,而是采用曲速引擎扭曲周边时空,折叠空间,实际是一种跳跃式前行,这种行进当然更不需要灯光来照亮。
问题问到飞船在超光速状态下的灯光问题,一旦飞船达到光速,即使达到霍金们的“突破射星”计划的五分之一光速,你觉得那灯光还有意义吗?那航程还需要灯光来照亮吗?五分之一的光束也是一秒钟6万千米,什么灯光能射这么远起到照亮前程的作用呢?不要说这样速度的航程,就是现在的航天器探测器每秒钟十来千米,也不是靠灯光来领航和照亮前程,而是预设好程序和目标,按照程序自动操作。飞船上的灯光只是起到照亮自己和便于航天员操作的作用。当然如果到了目的地,速度慢下来有可能会用到照明作用。
题目的实际意义是说,飞船一旦超过了光速,那飞船上的灯光还能不能跟上飞船创下的速度,也就是飞船是不是把灯光拉在了身后?按照光速在真空中不变的原理,灯光应该是跟不上飞船的速度的,也就照不亮前方了。但在飞船里的物体是与飞船同速度运动的,相对飞船是静止的,所以飞船超光速,里面的物体也随着飞船超光速,那么灯光是不是也有这种惯性特征呢?