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如果把地球加速至光速或接近光速,会发生什么? 第1页

  

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竟然还有人拿 说事儿,真是 not even wrong (“连错误都不算”);看来,“动质量”这个无厘头的概念(我没有说它错,但凡是以此为讨论基本点的人,基本上都把相对论学成了一笔糊涂账),真是流毒颇广啊。第一次把这个东西写进课本的人,应当向广大把相对论学成一笔糊涂账的聪明人们谢罪——记得当年在清华上一门与相对论无关的物理课,听得一教授曰,“光子是否产生引力还是个悬而未决的问题,因为它本身没有质量,它的质量是动起来以后才有的”:我顿时怀疑自己是不是喝得不止二两而导致自己幻听了(顺带一说,引力场的场源是能动张量而非质量)。

截至我看到这个问题时,大部分其他答案,都是错得厉害的。在相对论的语境中,质量是个洛伦兹变换下的不变量。不管你怎么运动,它还是那么多。“加速变得更加困难”这个说法本就不太严格(须详细定义“相对于什么加速”),还要因此(特别地,因为所谓动质量变大)以为高速运动的物体自己的质量会越变越大最终塌缩成黑洞,我就真的无语了。

要让地球超过光速,都不用加速的:在宇宙中随便找一个够远的星系,它相对于我们的速度,甚至完全是可以超过光速的——相对论根本不禁止超光速,它只是(在一定意义上)不允许物体走类空曲线,而有质量物体则连类光曲线也不行。更细致地说,它只禁止单一物体旅行过程中任意一点附近的 ,可这完全是一个局域的性质,套用在因为宇宙膨胀而远离我们的星系上,你就输了——更不要说,要是真的有所谓的时空隧道,那么一个物体完全可以在旅行过程中处处 的情形下,实现旅行前后整体的 。

[仍有看官拎不清这个,那我就再说得详细些吧。想象这样一个场景:两只蜗牛,在一根橡皮筋上爬着;蜗牛爬行的最大速度只有 1 cm/s,而此时,我快速拉伸该橡皮筋,则两只蜗牛相互远离的速度,完全可以大大超过 2 cm/s。“拉伸橡皮筋”,即是宇宙的膨胀,它完全可以大大超过蜗牛的局域速度(所谓的 peculiar velocity,可译为“本动速度”)。相对论本身,只是不允许这个本动速度超过光速而已;至于橡皮筋怎么拉伸,相对论也管,但可不管它是否导致橡皮筋上的两点远离的速度超过光速。]

就算你说,那只是宇宙膨胀造成的退行,不能作数,那么,找一个速度极其接近光速的高能粒子(不仅是地球上的加速器;宇宙中随处可见能量高到我们无法想象的带电粒子),则地球相对于它的速度,就是非常接近光速的。

So what? Nothing happens.

唯一一种可能有意义的问法是,题主指定,该速度为地球相对于 comoving frame 的速度;如果这个速度实在过于接近光速,则强烈蓝移过的 CMB 可能会造成麻烦,如强烈的辐射照射在地球的一侧。

同时,加速的过程中,会有所谓的 Unruh effect(

Unruh effect

),可这个只跟加速度大小有关,跟最终加速到多少无关,且效应非常微弱……

至于相对太阳以这个速度离去,我只想问,0.1 倍光速和 0.999… 倍光速,有啥区别么…… 离开太阳,人类都是个死……

如果是让地表的自转线速度达到光速,这也是不可能的——暂且不管你用什么加速,在此之前,地球早就解体了;彼时,也无所谓“地球”的概念了。

如果想让公转线速度到达光速,请先找一个黑洞,让地球绕着它转去——我是不会告诉你这样其实也是没有用的,不论你是在施瓦西黑洞的事件视界上还是在克尔黑洞的能层里头,此处的圆轨道和近圆轨道都是高度不稳定的(因为,当半径坐标 r 小于所谓的最小稳定圆轨道半径之后,圆轨道的角动量将随半径减少而增加;换言之,不须耗散角动量,即可往黑洞里头掉),很可能就这么掉进黑洞里头去,或者被甩出去了⋯⋯

预防性回复:别扯什么非惯性系;totally irrelevant(Unruh 效应本身除外)。


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你觉得难是因为你姿势水平太低




  

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