光是有速度的, 那黑暗的速度是多少?

曾少贤 2017-12-24

光是有速度的, 那黑暗的速度是多少?

爱因斯坦的狭义相对论指出,光速是物体运动速度的上限,大约为每秒30万千米。那么,光的对立面——黑暗是是否有速度呢?虽然光速的存在意味着存在“暗速”似乎是合乎逻辑的,但这并不一定是正确的。尽管有可能对黑暗的速度做出定义,但结果在很大程度上取决于如何定义黑暗。

根据天体物理学家奈尔·德葛拉司·泰森的说法,从严格意义上来说,黑暗就是没有光子,所以根本没有速度。在他看来,黑暗速度的想法只不过是一个诗意的比喻,但在正统的科学讨论中没有立足之地。

但是,如果扩展黑暗的概念,那么黑暗可能会有一个速度。当光出现时,黑暗同时被消除。而当光线离开时,黑暗又同时返回。因此,从这里来看,黑暗的速度就是光的速度,即“暗速”=光速。但在某些情况下,黑暗的运动速度会超过光速。例如,影子。

光是有速度的, 那黑暗的速度是多少?

在间隔一定的距离上,影子会变得远大于创造它的物体,但它依然可以模仿投射物体,在同一时刻内以相同的方式移动。因此,当影子大于投射物体时,影子在相同时间内移动的距离也要大于原来的物体。而如果影子足够大,那它在投影表面上的移动速度将会超过光速。

光是有速度的, 那黑暗的速度是多少?

例如,把地球上的一个人的手指投影到月球表面上(这不是一件容易的事),假设此时手指指在月球表面的A点,然后这个人把手指移动到月球表面的B点。在这零点几秒内,手指实际移动的距离仅有几厘米。但它投射在月球上的影子却在相同的时间内移动数千公里,这样就很容易产生一个突破光速的影子。

不过,这里的超光速并没有违背物理定律。因为狭义相对论的规定是:任何携带信息和能量的物质无法超越光速。在此,超光速影子并没有把信息从A点传播到B点。事实上,黑暗并没有从A点移动到B点。因为从A点到B的影子根本就不是同一个东西,影子每时每刻都在形成。这就好比用枪扫射出一排弹孔,影子就是这弹孔,前后形成的影子都是不同的。

光是有速度的, 那黑暗的速度是多少?

我们所说的影子,事实上只是一个三维区域的横截面,是光线中的空隙。因此,在某种程度上,影子根本不会移动,也就没有速度可言。之所以会产生影子移动的错觉,是因为我们很自然地认为影子是一种实体物质。事实上,影子恰好缺的就是实体物质——光子,而光子是在宇宙极限速度下运动的。

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