令人吃惊的事实:你所看见正在发生的事情,未必“正在”发生?

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  最近几期文章我重点讲解了广义相对论关于引力波的问题,其中测量引力波我们用到了一个工具:光速。有人可能会有疑问?光速是一个速度,啥时变成“工具”了?哈哈,别着急,我慢慢来说。

  

  前面测量引力波我们提出一个难点,那就是引力波与其他波本质区别在于,引力波传递的是“时空”本身,传统的波都是根据介质的上下震动来传递波,比如水波是水的上下震动,声波是空气的上下震动,电磁波是电场和磁场的震动。但是引力波是把“时空”这种物质本身在震动,当引力波经过一个物体时,物体的长度是会发生变化的,等引力波彻底离开后,长度才恢复正常,此时如果你想等引力波经过的一瞬间用尺子去测量,你会发现尺子长度也跟着同比例变换,所以尺子测量出来的结果显示物体长度没任何变化。

  但是这里有个问题,那就是“光速”为啥可以测量引力波,那是因为我们要测量引力波,必须保证测量工具不被引力波干扰,诚如刚刚的尺子,被引力波同比例变化了,测量出的物体长度就不对了。有什么东西是无论如何都不变的,哈哈,那就是光速,所以光速可以当做是宇宙赐给人类最标准的“尺子”了。

  说了半天,好像我非常表扬“光速”这个东西,那么当我们观察遥远星系时,比如发现20光年外一个天体正在发生爆炸,我请问:这个爆炸是正在发生吗?有人会说:废话啊,你刚刚不是说发现一个天体“正在”发生爆炸吗?题干都说了正在,居然还问这个爆炸是否“正在”发生?

  其实当你这样想,你就忽略了一个事实,那就是宇宙信息的传递速度最大就是光速,当你发现20光年外一个天体正在爆炸,是不是意味着说这个天体的光子从20万光年外一直走到地球然后进入了我们的探测仪器成像,所以我们才发现?所以等到地球的仪器看到这个爆炸正在发生的时候,这个爆炸的天体早就不知道消失到哪里去了,也就是说你所看到的“正在发生”的事情,其实是20年前这个天体发生的事情。(光年是距离单位,1光年表示光走1年产生的距离)。

  

  当你这样一想,你是否觉得我们的天文学对远距离天体做的观察,其实都是研究别人的历史,这就是所谓天文学的研究“时效滞后性”。这个“滞后性”不是我们的技术不先进导致,而是这个世界的内在属性,因为最大宇宙速度就是光速c。所以从某种意义上说,光速也限制了我们的观察,让我们看不到距离我们较远的天体的“现在”,我们只能看到它们的“过去”。

  

  当然我们的日常生活,这种“时效滞后性”可以忽略不计,因为我们彼此的距离非常近,整个地球的直径相对遥远星系与地球距离,简直是微不足道。

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