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南宫游戏app平台这会导致立方体看起来就像旋转了相通-南宫·NG28(China)官方网站-登录入口

发布日期:2026-09-29 08:05    点击次数:191

南宫游戏app平台这会导致立方体看起来就像旋转了相通-南宫·NG28(China)官方网站-登录入口

它莫得裁减南宫游戏app平台,反而转起来了!

你可能会念念起在中学讲义上学到的相对论,当物体以近光速指导时,它的长度会裁减,这一表象早已被多样千般的物理实考阐发。是以你省略会以为,若是有一个立方体从你眼前以近光速经过,而你的观念又适值相称好,你应该会看到这个立方体在指导方进取被压扁了。

科学家初度在执行室中模拟拍摄出物体以0.8倍光速指导的时势。图片起首:原论文

但事实并非如斯。狭义相对论确乎标明物体在以光速指导时会发生“尺缩效应”,但这并不虞味着这些物体“看上去”会裁减。相对论尺缩效应(洛伦兹缩小)依赖测量的同期性,但咱们看到物体外貌的并不是物体自己,而是同期抵达咱们眼中的色泽。

当物体以近光速指导时,物体指导的速率和色泽自己的速率接近。这会导致咱们某一时刻看到的色泽,是物体的不同部分在不同位置发出的,这会误解咱们看到的图像。这种误解能在数学上精准对消尺缩效应,让咱们最终看到的物体莫得压缩,况且就像扭转了相通。

1959年,英国科学家罗杰·彭罗斯(Roger Penrose)和好意思国科学家詹姆斯·特雷尔(James Terrell)又寂寥量度了这种效应,并让更多东说念主意志到了这极少。因此,这种表象被称为特雷尔-彭罗斯效应(Terrell-Penrose effect)。

立方体以不同速率指导时(c为光速),尺缩效应(左)和它看起来的时势(右)。当不雅测者看到立方体后侧的色泽时,他看到的来自强方体前线的色泽骨子上是立方体指导到更前线时发出的。这会导致立方体看起来就像旋转了相通。图片起首:Stigmatella aurantiaca/wikipedia

球体以不同速率指导时(c为光速),尺缩效应(左)和它看起来的时势(右)。特雷尔-彭罗斯效应会导致它看起来就像旋转了相通。图片起首:Prokaryotic Caspase Homolog/wikipedia

不外,其后东说念主们发现,这种表象其实早就有东说念主推敲过。最早是在1924年,奥地利物理学家安东·兰帕(Anton Lampa)就推敲了这种表象。而在东说念主类发现这一表象差未几100年之后的今天,终于有科学家通过执行不雅测到了这种表象。

模拟光速指导

为了直不雅不雅测到物体的扭转,执行必须使用宏不雅物体而非微不雅粒子进行。但很昭彰,现在东说念主类莫得任何技巧将宏不雅物体加快到接近光速——若是的确有东说念主能作念到这极少,那委果即是《三体》中的“光粒”。是以,科学家只可在执行室中模拟以光速指导的物体。

本年 5 月,一篇发表在《通信物理》(Communications Physics)上的论文暗示,科学家使用超短激光脉冲和超高速影相技巧,制作出色泽的定格动画,模拟出了物体以0.8倍光速(0.8c)、0.999倍光速(0.999c)指导时,它看起来的时势。

在执行的建设上,他们使用抓续时间1皮秒(1秒=10¹² 皮秒)的超短激光照亮物体,并同期在激光器傍边架设超高速录像机给物体拍照。拍照时,推敲团队将曝光时间舍弃到了400皮秒,在这么短的时间内,光只可传播12厘米。因为这些色泽是从录像机傍边的激光器发出,经过物体反射才抵达录像机,是以他们拍出的像片骨子上是物体在视野方进取厚6厘米的切片。

执行建设情况。图片起首:原论文

通过转念激光辐照的时间偏移,推敲团队不错拍到物体不同位置的6厘米切片。以下图(a)为例,推敲东说念主员不错使用这种按序,拍摄出物体从A到C的多个切片,每个切片厚度为6厘米。

图片起首:原论文

接着,推敲东说念主员将被拍摄的物体横向移动4.8厘米,再重叠上述的切片拍摄。箝制重叠这个历程,他们就获得了物体在不同位置的无数切片拍摄图片。接着,他们还需要将这些切片以特定端正组合成咱们某一时刻看上去的时势。

以上图为例,咱们不错将物体在运行位置位于最远端的切片(C端),和物体不才一个位置,但距离镜头更近的相邻切片组合在通盘。接着,将多个位置的不同切片像片按这么的端正切片组合起来,咱们就获得了物体以0.8倍光速指导的定格像片(4.8/6=0.8)。

将物体在不同位置(横轴j)拍摄的不同切片像片(纵轴i,数字按从远到近摆设)按错位方式组合成吞并帧(S₀、S₁……),再将这些帧组合成流通的视频,推敲东说念主员就能模拟出物体以近光速指导的视频。图片起首:原论文

推敲团队按照这种方式制作出了多张像片,并将像片组合成视频。视频每秒播放30帧,光在相邻切片之间传播的距离为6厘米,这十分于他们视频中的模拟光速仅有1.8米/秒。就算视频中的立方体移动速率仅有1.44米/秒,也十分于视频中光速的0.8倍。

模拟立方体以0.8c指导的时势。图片起首:原论文

极限光速

接着,推敲团队还将一个圆盘委果侧对着录像机,模拟圆盘以0.999c指导时的尺缩效应,并用上头拍摄立方体的方式,模拟拍摄了圆盘以0.999c指导的图像。

模拟极点光速时,圆盘侧对着录像机。图片起首:原论文

效用显现,就算物体因为极点接近光速的指导,发生了严重的尺缩效应,它看起来亦然一个竣工的圆。本来侧对着录像机的圆盘,因为特雷尔-彭罗斯效应就像转了过来相通,正面面向录像机。

模拟圆盘以0.999c指导的时势,脱手过剩的部分为撑抓结构。拍摄时圆盘侧对录像机,但在最终图像中它却像转过来了相通。图片起首:原论文

你有猜到光速宇宙的时势吗?

参考文件

[1]https://www.nature.com/articles/s42005-025-02003-6

[2]https://www.livescience.com/physics-mathematics/physicists-capture-rare-illusion-of-an-object-moving-at-99-9-percent-the-speed-of-light

[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Terrell_rotation

筹划制作

起首丨各人科学(id:huanqiukexue)

作家丨王昱

责编丨钟艳平

审校丨徐来、张林林