自然界神奇的“视觉超光速”现象(2)

      据物理学家网站报道，在近日于西雅图召开的第225届美国天文学会会议上，科学家们展示了一项实验，在该实验中他们创设出一种超光速错觉，而这一实验在未来或许将成为揭开宇宙奥秘的有力工具。

 

        任何物体的运行速度都不可超越光速。罗伯特·涅米罗夫（RobertNemiroff）是美国密歇根理工大学物理学教授，他并不打算挑战这一事实。但他的确有一个主意，在某种情境下可以创造出让观察者误以为是超光速现象的错觉。所见不一定就是事实，但在这一具体案例中，这种想法却可能具有重要的实用意义。

 

        创设这种超光速假象的做法在原理层面上相当复杂，但在会议期间，涅米罗夫利用几个简短的思想实验来对此进行了解释。

 

        举例来说，请想象有一个房间，天花板高度是50英尺（15.24米），宽度15米×15米。接下来，请想象你躺在这个房间的中央地板上，手里拿着一支激光笔，你将激光笔指向天花板，这样你就能在天花板上看到一个微小的光点。现在你将手里的激光笔沿着天花板从左向右划过。要完成这个动作，你只需要稍稍将你的手移动个几英寸的距离就可以了——但就在你做出这一动作的短短时间内，天花板上的光点已经移动了15米远。快速转动你的手腕，天花板上的光点可以很容易地在半秒内移动15米——这相当于每小时110公里。

 

        现在，将这一思想实验的规模大大扩展。请想象你所在的这个房间有几公里高，几公里宽。相应的，你手里的激光笔功率也大大增强。于是当你转动手腕，天花板上的那个光点就会很容易在一小时内运动数百公里。那么是否有可能，假如有一间足够大的房间，使得这个光点能以超过光速的速度运动？涅米罗夫指出这是可能的，并且在此过程中并不会违背任何的物理学定律。

 

        爱因斯坦的狭义相对论指出，一个物体（如一个光子）的运动速度看上去超过光速是不可能的。然而涅米罗夫的这项实验却并未打破这一物理定律，因为激光笔产生的是一束光束而不是单个的光子。这束光束中的任何一个单一光子的运动速度都没有超过光速，但从整体来看，它们却能产生出超光速运动的错觉。