真空中的光速,人類永遠(yuǎn)無法理解它為什么是恒定不變的。這一點(diǎn),至少是一個經(jīng)過試驗證明的公理。在人類的科技無法證偽這個公理的時候,我們姑且把它當(dāng)成一個無法反駁的恒定規(guī)則。
它就像是被設(shè)定好的一樣,組成了我們理解世界的基本支撐框架。
當(dāng)你看見它的那一刻,你就處在了它的時間光錐中。
舉個最簡單的例子,當(dāng)你看到了月球,并非是看到了同一時刻下的月球,而是看到了它在太陽光線照射下的成像。
于是,這里就存在一個關(guān)于時間差的問題,即,倘若光真的能像實驗?zāi)菢?,保持一份一份的光子形態(tài)射出,那么,每一個光子從太陽離開以后,來到月球,再由月球反射到了你的眼睛里,它經(jīng)過了大約8-10分鐘左右的路程。
因此,當(dāng)你看到月球的那一刻,你看到的就是8-10分鐘以前的月球,而非“同時刻”下的月球。
在此,我們可以做出一個假設(shè),倘若一個光子在經(jīng)過月球再被反射到地球的過程中,受到了時空彎曲的影響——比如它的路徑上出現(xiàn)了一個比太陽還大的大質(zhì)量奇點(diǎn)(我們姑且不去考慮這個奇點(diǎn)會不會給周圍行星帶來奇怪的效益),并且,這個奇點(diǎn)僅僅出現(xiàn)了一秒就消失了,在這樣的情況下,奇點(diǎn)出現(xiàn)后,從奇點(diǎn)附近經(jīng)過的光子,它們的行進(jìn)道路就會出現(xiàn)彎曲——如果你把它們連成一條線的話,那便被稱為“偏折”——當(dāng)然,這一切的前提都建立在不同時考慮光的波粒二象性的基礎(chǔ)上。
那么,在光子行進(jìn)道路彎曲的時候,它仍然帶著從月球反射而來的成像信息,因此,先一步在奇點(diǎn)出現(xiàn)前進(jìn)入你眼睛的光子們,就會在你眼里制造出一個月球8-10分鐘前的成像,而被奇點(diǎn)周圍的時空彎曲了光路的光子會將彎曲后的成像于8-10分鐘后送達(dá)至你的眼睛。
(不過這里說的成像信息不是光子本身自帶的信息,因為光子不帶攜帶信息,且質(zhì)量為0)
于是乎,會存在這么一個時刻,你一直盯著天上的月球,然后在你的眨眼過程之中,它像鬼一樣閃了一下。
如果這個偏折表現(xiàn)為一種持續(xù)發(fā)生的過程,就會出現(xiàn)人們在科普中常見的“水星近日點(diǎn)的進(jìn)動”這類的偏折效應(yīng)。(當(dāng)然,不是偏折導(dǎo)致了它的進(jìn)動,而是因為光在太陽附近有偏轉(zhuǎn)角的存在而觀測到了進(jìn)動。)
在科學(xué)家的實驗下,引力波的偏振效應(yīng)已經(jīng)被基本揭露了出來——它對光路的干涉也得到了基本證實。
現(xiàn)在,你可以想象這樣一個畫面:
在一個涌動的海平面上,一個小船隨著海面的波動,在動力的加成下前行著。倘若它有航線的話,那么,從最短路徑去畫出它的路徑,這就成為了一個簡單的數(shù)學(xué)問題。但是,如果加上海浪波動對它的航線的影響、再加上地球偏轉(zhuǎn)角、地球磁場、海浪推力、洋流、風(fēng)流等一系列復(fù)雜的要素,在保障到達(dá)它原定的終點(diǎn)的前提下,它在海平面行走的航線就成為了一個復(fù)雜的空間問題。
我們可以進(jìn)一步假設(shè),如果它在海面上遭到了巨大的風(fēng)暴,或者大型海嘯,也許你還能夠看到它跟著浪頭飛到空中的樣子,那么,其實它這時已經(jīng)和最開始駛來的方向有著天差地別了。
為了更好的理解這一問題,我們還可以這樣假設(shè):
首先,當(dāng)我們作為那艘船上某個乘客的親屬,站在碼頭等待他的到來的時候,我們明確的知道,他上船時的具體地點(diǎn)——假設(shè)你能夠看到吧,于是你明確知道了他來時的方位,或者說,你心中有某種“心理學(xué)意義上的方位”。但當(dāng)他出現(xiàn)的時候,他站在那艘偏離些許航線但最終還是成功到達(dá)目標(biāo)的船的甲板上,朝你打招呼,你就看到他可能從你眼前的某個方位上出現(xiàn),如果運(yùn)氣好的話,那個方位也許和你心里的預(yù)期比較相似,但如果他們在海上經(jīng)歷了精彩的冒險,那么他可能出現(xiàn)在別的什么地方。
對于這樣尺度的空間來說,我們不會對這種現(xiàn)象感到奇怪,是因為我們對“時間”的概念有“日常生活”角度上的理解,因此我們構(gòu)建起了一個簡單的因果關(guān)系:他從那乘船,于是他到了這里,他中途可能經(jīng)歷了一些波折,但最終還是到了。
但是,這樣的情況如果縮短尺度的話,我們基本上有這樣的一個概念:你打開電腦的同時,光進(jìn)入了你的眼睛。
這對于你來說是同時發(fā)生的——對于大約0-50cm這樣的尺度來說,以光速前進(jìn)的光子近乎等同于即刻進(jìn)入了你的眼中,就假設(shè)你離電腦/手機(jī)的距離是30cm吧,30cm除以光速=?
這將是一個很小的數(shù)字對嗎?小到讓人忽略,甚至把它當(dāng)成“同時發(fā)生”。這就是我們?nèi)粘I顚馀c時間概念的理解。
那么讓我們說回偏折。如果在你眼前忽然出現(xiàn)了一個大質(zhì)量奇點(diǎn)(我們還是不考慮它是不是會對空間中的其他物體造成什么奇怪的影響),它在出現(xiàn)的一瞬間就對你的電腦發(fā)出的光線造成了時空的影響,于是在那一個瞬間,你的電腦在你眼中的成像會像閃現(xiàn)了一樣,出現(xiàn)了位置上的偏差。
但是,為什么你還是能夠清晰的感覺到電腦的真實位置?很有可能是因為正巧你的手放在上面,而且你離它很近。
那么,如果我把你綁起來,讓你持續(xù)的感受這樣的偏折成像——這成像可能距離它真實存在的位置有著巨大的偏差,一段時間后,我把你放開,并要求你經(jīng)過奇點(diǎn)造成的時空彎曲(如果不考慮引力對你的真實影響的話),走到電腦前,去電腦上打一個字。這時,你可能會發(fā)現(xiàn),當(dāng)你走到你眼中成像的位置的時候,你的手碰到了你眼中的“電腦”,但那里其實沒有電腦,于是你的雙手摸到了一個“鬼電腦”。
而這時,如果我飽含惡意地想要玩弄你一下的話,我可能會在你摸到那個“鬼電腦”的時候把奇點(diǎn)撤走,于是你眼中那個偏折成像消失了,它出現(xiàn)在了另一個地方——那里才是它真實的位置。
也許這就是人們常說的,見了鬼了。
PwP;
海市蜃樓也是這個原理,但是是被動的偏折。
其實也沒有這么嚇人,高度近視的人可能日常深有體會吧——但眼鏡對光路造成的偏折相當(dāng)于沒有哦,畢竟是人理智范圍內(nèi)能夠接受的偏差呢。
不理解啊不理解,引力透鏡效應(yīng)的本質(zhì)到底是什么呢