最近寫一篇關於分析狹義相對論的文章，其中主要講的是甲和乙如果能以光速並駕齊驅往相同方向前進，那麼甲看乙的運動會如何，乙看甲的運動又會如何，地面上靜止的小明看甲和乙的運動又會如何，有網友提出一個比較值得討論的話題，如下圖所示。
由於圖上的文字很小，這裡我再簡單重複下這位網友的提問，這位網友意思是說：小明是不可能看到甲是以光速在運動的，理由就是因為甲本身以光速運動，而影像傳遞到人的眼睛最快也就是光速，如果甲是靠近小明做光速運動，那麼小明能否看到甲的影像，甲離開小明做光速運動，那麼小明又是否能看到甲的影像？這個問題也提的非常好，因為這涉及一個效應“延時效應”。
什麼是“延時效應”呢？就是我們人眼看到的萬事萬物的影像，其實都是有延時的。我前面寫過一篇文章《你認為正在發生的事情，未必正在發生》，其中就談到了這個延時效應。比如當你用望遠鏡觀望外太空的天體，發現某兩個天體正在碰撞，其實這兩個天體早就已經發生碰撞了，只不過發生碰撞的時候，我們地面還沒接受到光信號，因為光傳遞的速度是C，假設這兩個星球距離地球3光年，那麼當地球發現兩個星球正在碰撞時，實際這兩個星球碰撞時間其實是3年前了（1光年=光一年所走的距離）。
所以兩地之間距離越遠，這種延時效應就越明顯，我們回頭再來看看剛剛這位網友提出的問題，甲如果靠近小明做光速運動，小明能否看到甲的運動影像？其實是可以看到的，而且看到的影像沒有任何延時效應，因為甲以光速在運動，光信息也以光速在運動，所以當小明接收到光信號時，甲也恰好到達了小明身邊，所以整個過程小明看甲的場景沒有任何延時。
當甲離開小明做光速運動時，請問小明能看到甲的運動影像嗎？當然也可以，只不過當甲離開小明假設有1光年的距離，那麼這個時刻的影像要等到1年後，小明才可以看到，而且小明看到的影像也是一個連續的運動過程，只不過小明看到的影像是甲1年前的運動情況而已。所以整個過程其實小明一直都可以看到甲的運動情況，只不過是有延時而已。
分析到這裡，基本問題已經理清楚，那麼剩下一個值得探討的問題，那就是狹義相對論所造成的時間變慢效應，到底是真的時間慢了，還是因為有剛剛的延時效應，所以看起來時間像變慢。其實這裡我要告訴大家的是，狹義相對論的時間變慢效應是真實的物理現象，並非光速有極限導致人眼看起來像延時，而且真的要用人眼去看光速也是很困難的，我們通常都是通過儀器來判斷。
當甲靠近小明以光速運動，小明看甲的時間也是變慢的，因為時間膨脹公式如下圖所示。
其中兩個參考系之間的時間換算，只和兩個參考系的相對速度v有關，C是光速是一個定值，所以無論甲是靠近小明運動，還是甲遠離小明運動，兩者之間的時間換算比例都是不變的。但是請注意，這個時間膨脹公式適用的範圍是“慣性系”，也就是不受力的參考系，也就是靜止或者做勻速直線運動的參考系。如果此時甲是加速靠近小明，或者是減速靠近小明，那麼這個時間膨脹公式就不能用了，處理這類“非慣性系”要麼用洛倫茲變換結合微積分來分析，要麼用廣義相對論把這個加速度等效於引力場來計算時間變慢效應。我是小彭來給您解惑，如果喜歡文章可關注，如果有問題可評論。
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