如果乙隻蚊子以光速環繞乙個黑色小球飛行,從外部用手電筒能照亮黑色小球嗎

時間 2021-05-06 22:38:17

1樓:別鬧iknow

非專業回答,既然有這種問題,我也說下我的看法,咱姑且認為只有乙隻蚊子和一束光。即使是光速也是需要時間的,蚊子繞球體一圈的時間剛好是蚊子垂直距離球體的時間,那就有可能一直遮擋球體吧,如果垂直距離小於繞一圈的時間,那麼球體應該會被照成閃光燈一樣的吧

2樓:

我覺得題主的意思是想問,光速的蚊子能不能擋住光速的手電光,而不是聽你們說這不可能。

又不是什麼厲害的科學家,連想都不敢想,上來就是一句不可能,要不然就是顧左右而言他,還扯什麼和空氣反應,初中物理題都有絕對光滑的小滑塊呢,題主的意思明顯是覺得真空啊,先回答主要問題,在後面再去扯你們那什麼所謂的嚴謹OK?

像極了頑固不化的老學究,還是半瓶水晃蕩的那種。

題主這個問題有點水平的,就當時一大坨光速運動的質子,能不能擋住另乙個方向的光子?

以我的想法,根據真的是又好像能,又好像不能

3樓:重離子貓貓

我很想把這個問題理解成乙個物理問題,但是假設條件實在太粗糙,加上那句點睛之筆「否定了物理定律」,貓叔便了然,這又是乙個套裝前沿物理外衣的小學題。

接近光速的物體是不能在本地空間轉彎的,動量守恆,不然就要出現韌致輻射,所以想要這個蚊子一直是蚊子,小球的質量就需要足夠高以至於蚊子是在小球的乙個引力場軌道裡執行。所以黑色小球是個黑洞,蚊子剛好處在視界內。

現在用一束指向黑洞視界中心的光束去探測這個系統,你期待探測光束攜帶這系統內的資訊被反射回來,燃鵝,你什麼資訊都得不到,資訊被鎖死在黑洞視界的內部了。

4樓:盧健龍

@趙東東 已經給出很好的回答了。我在這裡反對一下 @John Hexa 那個錯誤密度很高的回答。

在@John Hexa 回答中短短的第一句話裡(如下),就出現了兩個錯誤:

以光速飛行還能「繞著」的,只有黑洞,而且還是剛好在視界上。

光子(或其他質量為零的粒子)環繞黑洞執行的幾乎所有圓形軌道都不在黑洞的視界(事件視界)上。對於最簡單的Schwarzschild黑洞來說,圓形光子軌道的半徑是事件視界半徑的1.5倍。

對於旋轉起來的Kerr黑洞來說,圓形光子軌道只有兩條,都位於赤道面上,它們的半徑分別是

其中 , 和 分別是角動量和質量。這兩個圓形軌道的範圍是

Kerr黑洞的內外事件視界則分別是:

顯然的,只有在特殊的臨界情況 時,才會有圓形光子軌道位於事件視界上。

(注意,這裡考慮的是位於乙個平面內的圓形軌道。還存在其他一些更複雜的不限制於某一平面的光子軌道)

2.並不是只有黑洞才有圓形光子軌道。這一點可以很容易地從Schwarzschild黑洞的圓形光子軌道半徑( )和事件視界半徑( )的比較中看出來。

任何乙個角動量為零、球狀對稱且半徑位於自身Schwarzschild半徑的1倍到1.5倍之間的緻密天體的周圍都可以有圓形光子軌道。這是Birkhoff定理的直接推論。

5樓:Tony

在接近光速時蚊子可以近似為乙個有質量的黑色小球,自身會產生光源,但是愛因斯坦曾說過,一切靜止有質量的物體,都不可能接近光速

6樓:趙東東

不需要手電筒,蚊子接近光速時,自己就照亮黑色小球了。原因如下:

同步輻射光

與空氣相互作用產生的光子

當然,講道理的說,這個時候,蚊子已經不是蚊子了,而是一簇核子(質子&中子)+電子的緻密簇團,實現了詭異的大和諧,以恆定的,接近光速的速度,繞著黑色小球做圓周運動。(老婆,出來看上帝)

物質被加速到接近光速,很多人一時可能沒有概念。那不如從我們已有的科學實驗中,一窺究竟。

LHC,大型強子對撞機

上圖是LHC大型強子對撞機的示意圖,這個橫跨瑞士法國邊境的巨大地下實驗裝置,將質子加速到了光速的99.999999%,使得兩簇質子在對撞點對撞時,能量可以達到14TeV。即使是這個目前地球最強的加速裝置,也只能每秒對撞 10的18次方量級的質子,靜質量約為0.

013毫克。蚊子質量為2毫克,也就是說,LHC一秒內加速起來的質子,還不到蚊子質量的百分之一。

帶電粒子被加速到接近光速,如果改變運動方向,就會產生同步輻射光。所以,LHC中的質子在環形束流管中運動時,會有同步輻射光的產生。同樣的,接近光速的電子,也會產生同步輻射。

而同步輻射光的範圍,剛好包含了可見光。下圖為知友 @zbsun 回答中的一頁PPT,供知友參考:

同步輻射光源到底有何優勢?

除此之外,不同於LHC真空束流管中的環境,空氣屬於相當緻密的物質存在。所以,粒子以接近光速進入空氣時,會有大氣簇射的發生。這其中包括了各種核反應,以及次級帶電粒子的各種電離反應。

而這,正是超高能宇宙射線(90%為質子)進入大氣後實際發生的情況。

廣延大氣簇射(Extensive Air Showers)

要知道,宇宙射線中的超高能質子,其能量可達到LHC7TeV質子的一億倍。對高能質子在空氣中運動情形感興趣的小夥伴,可以看我的另一篇回答:

粒子對撞機中接近光速的質子及電子脫離裝置後在空氣中能穿透多遠?

回到我們的問題,蚊子接近光速環繞飛行,是怎樣的情況?

如果你拿著手電筒站在旁邊,那麼恭喜你,你得到了輻照全家桶,這其中包括:

X光輻射

射線輻射

射線輻射

中子輻射

質子, 粒子等各類其他粒子輻射

同時,你會看到乙個圍繞著黑色小球的光環,如果亮度沒晃瞎你的眼的話。這時候,你大概率會用手捂眼睛,而不是拿起手電筒。

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