如果光源達到光速,它能否被看到?


如果光源達到光速,它能否被看到?

飛機在大氣中飛行時,如果速度快於自身引發空氣波動的速度,即突破音障礙,將會出現音爆現象。然而,光源不可能追上自身發射出的光,更不可能超越,所以不會有什麼“光爆現象”。但可以肯定的是,無論光源速度有多快,它都能被觀測到。

光速和音速完全是不同的概念,兩者沒有可比性。聲音的傳播依靠介質的振動,聲波是一種典型的機械波。而光的傳播不依靠介質,其本質是交互變化的電磁場,光波是電磁波。

如果光源達到光速,它能否被看到?

聲源可以追上甚至超過自身所發出的聲波,但光源無法追上並且更無法超過自身所發出的光波。事實上,光源的速度不管達到多快,它所發出的光相對於它的速度一直都是不變的光速,這種現象在狹義相對論中被稱為光速不變原理。無論是在理論上還是在實驗中,這種現象都有充分的證據來支持。

基於光速不變原理,狹義相對論推導出了諸多的相對論效應。其中一個就是光速無法超越,而且速度能達到光速並且只能以光速運動的只有光子、膠子等無靜質量的東西,其他都只能在低於光速之下運動。這種現象在粒子加速器中獲得諸多相關證據的支持。粒子加速器只要讓電子加速幾十釐米,電子的速度就能達到光速的99%。但接下來繼續加速幾公里,電子的速度始終沒能突破光速,而只是在不斷更加接近光速。

如果光源達到光速,它能否被看到?

除此之外,狹義相對論還推導出時間膨脹效應、質能方程,這些都已經被實驗所證實。從諸多證據可以看出,光速不變原理是成立的。

因此,對於靜質量不為零的光源,它的速度始終會比光速更慢。並且光源發出的光始終會以光速相對於光源運動,所以只觀察者完全可以看到高速運動的光源。


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