當前位置:首頁>科技>安魯效應:從狹義相對論時空圖說起
發布時間:2025-10-27閱讀(1)
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要理解這一點,我們只需要一點狹義相對論和時空圖。時空圖有兩個軸:時間軸和空間軸,我們可以使用圖上的世界線來顯示對象在空間和時間上的路徑。對于一個具有恒定速度的物體,它的世界線是一條直線,斜率可以反映出它的運動速度,而一個不動的物體它的世界線是垂直的。由于光只能以光速前進,所以它在圖上是一些與垂直軸成45度的線。
有質量的物體永遠無法到達光速,因此包括觀察者在內的任何有質量物體的世界線與垂直線的夾角必須小于45度。從我們的觀察者向后延伸光線世界線定義了所謂的過去光錐,即可以對觀察者產生因果影響的時空區域,這是因為從過去光錐中的任何地方發射的光子可以到達我們的觀察者。隨著我們的觀察者在時間向前移動,只要它的速度不超過光速,那么它的過去光錐最終應該包含整個宇宙(忽略宇宙膨脹)。也就是說,如果時間足夠久,任何光子都還能追上觀察者。
那條不斷加速的世界線勾勒出的是一條雙曲線,它有一個非常有趣的特性,它有兩條漸近線。假設就是這么湊巧,這兩條漸近線剛好就是光線,那么在最接近的時候物體A發射的一個光子就永遠趕不上觀察者。不過,永恒不變的加速度將需要無限的能量,在耗盡所有的宇宙能量之前,觀察者會一直領先光子。事實上,在該對角線左側發生的事情,都不會影響正在加速的觀察者。事實上,主動加速確實會創造出一種林德勒視界。
安魯效應安魯效應和霍金輻射有很大的不同。在霍金輻射的情況下,遠離黑洞的慣性觀察者會看到輻射,這是因為那個遙遠的時空點與視界附近的時空是平滑連接的。唯一沒有看到霍金輻射的觀察者是那些朝著視界自由落體的人。但是,如果一個加速的林德勒觀察者和一個自由落體觀察者在同一位置,前者會看到那片空間充滿輻射,而后者會在同一個區域看到一個空的真空。所以這種分歧好像是一個巨大的沖突。
想象林德勒觀察者有一個粒子探測器,每次安魯粒子撞擊探測器時它會發出提示,于是慣性觀察者就知道有粒子撞擊,但他不會看到觸發的粒子。事實上,當慣性觀察者執行相對論場論計算以了解粒子與場之間的耦合時,他會發現探測器與場之間存在一種由加速度引起的阻力,這導致能量被傾倒在探測器粒子中,這種能量的來源是加速度本身。結果是粒子的存在本身是依賴于觀察者的。 |
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