光速離開地球,多久地球肉眼就看不見了?

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假設的思維實驗:一是所謂光速離開,就是按照每秒30萬公里的速度,多少秒以後再也看不到地球了?這應該從人的肉眼可以看到多遠的行星來分析;二是在光速飛行慣性系裡,能否看到外面的情況呢?或者說看到的是一種什麼樣的情況呢?

第一個實驗可以以地球上能看到多遠的行星之光做參考。

人的目視星等是人肉眼能夠看到天上星星的亮度。越亮的星星數值越低,還有負數,負的越大星星就越亮。

這裡麵包括恆星和行星。恆星是自己發光的星體,行星自己不發光,而是反射恆星的光芒。

太陽系的行星雖然不發光,只是反射太陽的光芒,但相對恆星距離要近許多,因此一些行星反而比恆星還要亮。我們肉眼看得到看不到主要就是看它的亮度能不能被我們視網膜所捕捉。

天上的星星我們能夠看到的最低目視星等是6等星,全天有6000餘顆星星在視星等6等以上。現代社會,光汙染越來越嚴重,因此能看到的星星越來越少,有的地方連5等星也很難看到了。

這6000多顆星星,除了少數幾顆行星,全都是距離我們很遠很遠的恆星,最近距離的半人馬座a星距離我們4.3光年,遠的有上萬光年之巨。

但地球是一顆行星,我們只能用行星來類比。

月亮是距離我們最近的地外天體,視星等為-13。肉眼能看到的行星主要有5顆,它們的視星等為金星-4.9、木星-2.9、火星-2.9、水星-1.4、土星-0.3。

我們能看到的行星距離我們最遠的是天王星,它的視星等為5.6,很難看到。在天氣條件特別好的時候才偶爾可以看到。最遠的海王星視星等為7.85,肉眼就完全看不到了。

天王星距離太陽平均距離為28.7億公里,地球距離太陽平均1.5億公里,因此地球距離天王星平均距離為27.2億公里。這樣我們人眼看到的行星最遠距離就是約30億公里。

如果以光速計算,30億公里需要運行1000秒鐘。也就是說光速飛船裡的人如果能夠看到外面的星光的話,1000秒鐘內還能看到地球。

但這只是一個參考,地球與天王星完全不一樣的質量和環境。天王星的直徑是地球的4倍,質量是地球的14.5倍,體積是地球的63倍,所以對太陽光的反射面積就完全不一樣。從另一個角度來看,地球距離太陽很近,接收陽光和反射陽光的強度又比天王星大很多,所以此種類比並不一定很精確。

1990年,旅行者一號在向太陽系外飛去時,在距離地球64億公里的太空,拍攝了一張回眸地球的照片,在照片中有一個像素般大針尖亮點,那就是地球,如果這種照片裡的星光人類眼睛還能夠捕捉到的話,也就是約60億公里距離,光速飛行需要2000秒鐘,也就是33.33光分。

以上是按照人眼到底能夠看到多遠星光來分析的。

但一個很重要的問題是,如果,我是說如果人類真的能夠造出光速飛船,並能夠身處其中的話,在光速飛行的時候,能夠看到外面的情況嗎?

這個問題連科學界也沒有準確的答案。

在科幻影視中,光速前行時,人們看到的前面只是一束束眼花繚亂的光斑線條,後面卻沒有更多描寫。我們可以設想,由於星體發出的光線速度與飛船速度是一樣的,地球反射太陽的光線就一直會追不上飛船,因此,就看不到它的變化了,應該是一片黑暗或者一個定格的畫面?

如果是這樣一種情況的話,當然也可以說,飛船一達到光速就看不到地球了。

因為愛因斯坦相對論已經限制了這個世界一切有靜止質量的物體都無法達到光速,現實中也的確如此,並且被無數的實驗和觀測所證實。而人和飛船都不可能變得無靜止質量,所以永遠也達不到光速運行,這個觀測的思想實驗也就永遠無法驗證。

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時空通訊


可以算一下,理論看到從月球反射回來的光,只需要1秒多時間。從地球上人眼晚上可以看到木星,但是土星就看不到了。假如地球和土星一樣大,反射的光也差不多,用地球到土星的距離再除以光速,大概就是看不到地球的時間。


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