參考消息網10月14日報道 據美國趣味科學網站10月11日報道，物理學家首次模擬出物體以接近光速運動的情景——一種被稱為“特雷爾-彭羅斯效應”的視錯覺。

  科學家們利用超快激光脈衝與特殊門控相機，模擬出一種看似違背愛因斯坦狹義相對論的視錯覺。

  狹義相對論的一個推論是，高速運動的物體在運動方向上看起來應該會縮短，這種現象被稱為洛倫茲收縮。這一效應已在粒子加速器實驗中得到間接證實。

  但在1959年，數學家羅傑·彭羅斯和物理學家詹姆斯·特雷爾指出，一名帶着相機的觀測者實際上根本看不到一個被壓扁的物體。相反，由於物體不同部位的光線到達相機的時間存在差異，因此它看起來像是發生了旋轉。

  雖然先前的模型已經模擬過這種錯覺(它現在被稱為特雷爾-彭羅斯效應)，但這是首次在實驗室環境中進行模擬。研究小組在英國《通訊-物理學》雜誌上發表了他們的研究結果。

  奧地利維也納工業大學的量子物理學家、論文第一作者多米尼克·霍爾諾夫對本網記者説：“我最喜歡的是它的簡潔性。有了正確的想法，你可以在一個小實驗室裏再現相對論的效應。它表明，即使是一百年前的預言也可以以一種非常直觀的方式呈現。”

  在這項新研究中，物理學家使用超快激光脈沖和門控相機，對一個立方體和一個球體以接近光速“運動”的瞬間進行了快照拍攝。結果顯示，快照中的物體呈現旋轉狀態，從而驗證了特雷爾-彭羅斯效應的真實性。

  但就像所有研究一樣，這項研究也面臨挑戰。讓任何物體以光速或接近光速運動在目前是不可能的。霍爾諾夫説：“根據愛因斯坦的理論，物體運動得越快，其有效質量就增加得越多。當你越接近光速時，你需要的能量就會急劇增加。”我們無法提供足夠的能量來加速像立方體這樣的物體，“這就是為什麼我們需要巨型粒子加速器，即使只是為了讓電子接近那個速度。這需要消耗巨大能量”。

  所以研究小組用了一種巧妙的替代方法。霍爾諾夫説：“我們能做的就是模仿這一視覺效果。”他們先從一個邊長約3英尺(1米)的立方體開始，向該物體發射超短激光脈衝——每個脈衝只有300皮秒(1皮秒約為一萬億分之一秒。他們用一部門控相機捕捉反射光，這部相機只在(激光脈衝持續的)那一瞬間打開快門，每次生成一層薄薄的“切片”。

  每次拍攝後，他們就將立方體向前移動約1.9英寸(4.8厘米)。這是物體以光速的80%運動時，在兩次脈衝間隔“前進”的距離。然後，科學家們把所有這些切片整合到一起，形成運動中的立方體的快照。

  霍爾諾夫説：“當你把所有的切片整合到一起，這個物體看起來就像在以難以置信的速度高速運動，儘管它根本沒有移動過。説到底，這只是幾何問題。”（編譯/馮雪）