关于相对论所谓的超过光速时间倒流是怎么回事?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/17 05:24:34

我们先来考虑一个实验(声秒的单位是指在某种实验用声介质中声音走一秒的距离)

如果一个钟,以0.5倍声速从原点远去,我们会听到什么现象呢?
一秒钟时,它距离原点0.5声秒距离报1秒,但这个事件我们在原点听见,需要再过0.5秒,于是我们发现,在本地钟1.5秒时,远处的钟报1秒,本地钟3秒时,远离的钟报2秒,也就是我们在忽略测量时间时,误以为远去的钟慢了。而且速度越快,钟慢得越厉害。

这个现象,是否有普遍意义呢?

当声波的介质相对于测量者静止时,无论声源速度如何变化,声速不变(只改变音频),这是著名的多普勒实验,其它所有机械波也有类似现象。而对于光速,相对论更是假设了对于任何参照系,光在真空中速度不变!因此,这个现象具有普遍意义,发生在以任何波作测量工具的时候。
举例来说,运动的火车头发出的声音,相对地面还是声速(声速不变),不是火车速度加声速,而相对火车速度是声速减火车速度(速度叠加);而在超音速飞机内部从机尾向机头发出声音,相对飞机,还是声速(声速不变,伽利略相对性),而相对地面,是飞机速度加声速(速度叠加)。因此速度是相对的,相对论变换、伽利略变换速度叠加并存,而不是排斥。

推广到普遍的远离情况

理想点以a倍光速远去,1秒钟远离a*C(光速)距离,在计时起位置要a秒传过来,到达a*C的事件将在a+1秒传到观察者,观察者认为速度为a*C/(1+a),速度永远小于光速。a为1时看到以1/2C远离。
当a远小于1时,a*C/(1+a)可近似为a*C,也就是实际速度,当a接近于无穷大时,a*C/(1+a)可近似为C,也就是远离速度远小于测量速度时,测量速度可忽略不记,测量结果约等于真实速度;当远离速度远大于测量速度,测量结果约等于测量速度,也就是测量不到超过测量速度的远离情况。

再来看一下远离的尺

假设有一把尺长1声秒,而我们的测量地面上有一无限长尺子固定不动,运动尺头尾各有一个探测装置,在探测到与地面某一尺刻度重合时,用声音报出该刻度,我们在地面尺原点接收声音。尺匀速运动逐渐远离,当