從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

在很多人的想象裡,接近光速看到的景象,應該是像下面這樣

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

或者是這樣

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

如果接近光速能夠看到這樣的景象,的確是挺美的,然而電影不是科學,導演不需要給大家科普真實的情況,那麼在接近光速的情況下,看到的場景究竟是什麼樣的呢?

在《三體-死神永生》中,有如下描寫:

“航向的前方,是銀河系的星海,這時已經變成了純藍色,真的讓人想起了海洋,後方,是二維太陽系,二維太陽系和行星都籠罩在如血的紅色中。

突然,宇宙發生了鉅變,前方所有的行星都朝航向所指的方向聚集,彷彿這一半宇宙變成了一個黑色的大碗,群星都在向碗底滑落,很快在正前方聚成密密的一團,已經分辨不出單個星星,他們凝成一個光團,像一塊巨大的藍寶石發出璀璨的藍光。不時有零星的星星從光團中飛出,劃過漆黑的空間快速向後飛去,他們的色彩不斷變化,從藍變成綠,再變成黃色,當它越過飛船後,則變成了紅色。在飛船的後方,二維太陽系和群星一起凝聚成紅色的一團,像在宇宙盡頭熊熊燃燒的大火。”

這段描寫,可以說是非常接近理論上我們能看到的場景了,我非常期待電影能將這一段完整呈現出來,一定比原來所有電影描繪的都要壯闊!

好了,預熱完畢,以下是一個來自NASA的視頻,視頻中,科學家將30萬公里每秒的光速假設成1米/秒,模擬了在普通公路上 ,速度接近光色的場景。

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

如果你不方便看視頻,可以看看下面的解說。

第一個場景,是在沒有相對論效應的情況下的場景。也就是說光速還是30萬千米/秒,是我們日常生活看到的正常景象。

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

現在光速降到1米/秒

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

這時候我們如果只考慮相對論效應,則空間開始扭曲起來,所有的物體開始嚴重變形,我們甚至可以看到房子的背面,天空向透視消失點壓縮。

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

這時候再加入多普勒效應,遠離我們的部分變成藍色,靠近我們的部分變成紅色,視線裡出現了一個環形彩虹。

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

我們的速度不斷加快,視線裡越來越多的部分進入紅外線頻段,失去了顏色,而彩虹也逐漸縮小。這也就解釋了三體中,為什麼遠處的星星變成了一片藍色的海洋,而後方的太陽系變成紅色燃燒的大火。

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

最後我們加入車大燈效應,遠處的藍色其實變成了白色,隨著速度的加快,白色越來越濃,範圍逐漸縮小,最後看起來就像是我們在一個漆黑的山洞中望著遠方的洞口。(是不是有點像開車通過隧道的感覺,下次你開車經過一個隧道的時候,就可以幻想自己是在以光速行駛的~)

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

之後,視頻又給大家用飛過一個立方體,給大家演示了什麼是Terrell效應

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

第一次,我們從側面飛過,立方體由於Terrell轉動發生了彎曲,而這時我們看到的是它的過去,而不是現在的位置(是不是很燒腦。。。)

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

如果是從中間穿過,情景則更加神奇,看起來像是內部給翻了出來,而當我們穿過它之後,它的大部分結構還依依不捨地殘留在我們的視線裡。

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

最後,以我們的地球作為例子,如果我們以接近光速的速度飛過地球,由於地球是球體,視覺上並沒有發生畸變,還是一個球體。

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?

而畸變讓原本很小的大陸時而鋪滿了大半個地球,時而有看起來全是海洋。

從零開始加速至光速,所見的景象會有什麼樣的變化?


分享到:


相關文章: