从零开始加速至光速,所见的景象会有什么样的变化?

在很多人的想象里,接近光速看到的景象,应该是像下面这样

从零开始加速至光速,所见的景象会有什么样的变化?

或者是这样

从零开始加速至光速,所见的景象会有什么样的变化?

如果接近光速能够看到这样的景象,的确是挺美的,然而电影不是科学,导演不需要给大家科普真实的情况,那么在接近光速的情况下,看到的场景究竟是什么样的呢?

在《三体-死神永生》中,有如下描写:

“航向的前方,是银河系的星海,这时已经变成了纯蓝色,真的让人想起了海洋,后方,是二维太阳系,二维太阳系和行星都笼罩在如血的红色中。

突然,宇宙发生了巨变,前方所有的行星都朝航向所指的方向聚集,仿佛这一半宇宙变成了一个黑色的大碗,群星都在向碗底滑落,很快在正前方聚成密密的一团,已经分辨不出单个星星,他们凝成一个光团,像一块巨大的蓝宝石发出璀璨的蓝光。不时有零星的星星从光团中飞出,划过漆黑的空间快速向后飞去,他们的色彩不断变化,从蓝变成绿,再变成黄色,当它越过飞船后,则变成了红色。在飞船的后方,二维太阳系和群星一起凝聚成红色的一团,像在宇宙尽头熊熊燃烧的大火。”

这段描写,可以说是非常接近理论上我们能看到的场景了,我非常期待电影能将这一段完整呈现出来,一定比原来所有电影描绘的都要壮阔!

好了,预热完毕,以下是一个来自NASA的视频,视频中,科学家将30万公里每秒的光速假设成1米/秒,模拟了在普通公路上 ,速度接近光色的场景。

接近光速,会看到什么 http://v.qq.com/boke/page/a/0/i/a0190yp9xni.html

如果你不方便看视频,可以看看下面的解说。

第一个场景,是在没有相对论效应的情况下的场景。也就是说光速还是30万千米/秒,是我们日常生活看到的正常景象。

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现在光速降到1米/秒

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这时候我们如果只考虑相对论效应,则空间开始扭曲起来,所有的物体开始严重变形,我们甚至可以看到房子的背面,天空向透视消失点压缩。

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这时候再加入多普勒效应,远离我们的部分变成蓝色,靠近我们的部分变成红色,视线里出现了一个环形彩虹。

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我们的速度不断加快,视线里越来越多的部分进入红外线频段,失去了颜色,而彩虹也逐渐缩小。这也就解释了三体中,为什么远处的星星变成了一片蓝色的海洋,而后方的太阳系变成红色燃烧的大火。

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最后我们加入车大灯效应,远处的蓝色其实变成了白色,随着速度的加快,白色越来越浓,范围逐渐缩小,最后看起来就像是我们在一个漆黑的山洞中望着远方的洞口。(是不是有点像开车通过隧道的感觉,下次你开车经过一个隧道的时候,就可以幻想自己是在以光速行驶的~)

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之后,视频又给大家用飞过一个立方体,给大家演示了什么是Terrell效应

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第一次,我们从侧面飞过,立方体由于Terrell转动发生了弯曲,而这时我们看到的是它的过去,而不是现在的位置(是不是很烧脑。。。)

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如果是从中间穿过,情景则更加神奇,看起来像是内部给翻了出来,而当我们穿过它之后,它的大部分结构还依依不舍地残留在我们的视线里。

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最后,以我们的地球作为例子,如果我们以接近光速的速度飞过地球,由于地球是球体,视觉上并没有发生畸变,还是一个球体。

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而畸变让原本很小的大陆时而铺满了大半个地球,时而有看起来全是海洋。

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