它莫得裁减，反而转起来了！
你可能会思起在中学教材上学到的相对论，当物体以近光速通顺时，它的长度会裁减，这一时局早已被多样千般的物理实考据实。是以你大略会以为，如若有一个立方体从你眼前以近光速经过，而你的目力又偶合相等好，你应该会看到这个立方体在通顺方进取被压扁了。
但事实并非如斯。狭义相对论如实标明物体在以光速通顺时会发生“尺缩效应”，但这并不料味着这些物体“看上去”会裁减。相对论尺缩效应（洛伦兹缓慢）依赖测量的同期性，但咱们看到物体外貌的并不是物体自身，而是同期抵达咱们眼中的色泽。
当物体以近光速通顺时，物体通顺的速率和色泽自身的速率接近。这会导致咱们某一时刻看到的色泽，是物体的不同部分在不同位置发出的，这会诬陷咱们看到的图像。这种诬陷能在数学上精准对消尺缩效应，让咱们最终看到的物体莫得压缩，何况就像扭转了相同。
1959年，英国科学家罗杰·彭罗斯（Roger Penrose）和好意思国科学家詹姆斯·特雷尔（James Terrell）又沉着展望了这种效应，并让更多东说念主康健到了这小数。因此，这种时局被称为特雷尔-彭罗斯效应（Terrell-Penrose effect）。
不外，其后东说念主们发现，这种时局其实早就有东说念主磋议过。最早是在1924年，奥地利物理学家安东·兰帕（Anton Lampa）就磋议了这种时局。而在东说念主类发现这一时局差未几100年之后的今天，终于有科学家通过实验不雅测到了这种时局。
模拟光速通顺
为了直不雅不雅测到物体的扭转，实验必须使用宏不雅物体而非微不雅粒子进行。但很彰着，当今东说念主类莫得任何技能将宏不雅物体加快到接近光速——如若的确有东说念主能作念到这小数，那实在即是《三体》中的“光粒”。是以，科学家只可在实验室中模拟以光速通顺的物体。
本年 5 月，一篇发表在《通信物理》（Communications Physics）上的论文暗示，科学家使用超短激光脉冲和超高速照相时期，制作出色泽的定格动画，模拟出了物体以0.8倍光速（0.8c）、0.999倍光速（0.999c）通顺时，它看起来的形状。
在实验的缔造上，他们使用握续时刻1皮秒（1秒=10¹² 皮秒）的超短激光照亮物体，并同期在激光器傍边架设超高速录像机给物体拍照。拍照时，说合团队将曝光时刻末端到了400皮秒，在这么短的时刻内，光只可传播12厘米。因为这些色泽是从录像机傍边的激光器发出，经过物体反射才抵达录像机，是以他们拍出的像片履行上是物体在视野方进取厚6厘米的切片。
通过退换激光放射的时刻偏移，说合团队不错拍到物体不同位置的6厘米切片。以下图（a）为例，说合东说念主员不错使用这种步调，拍摄出物体从A到C的多个切片，每个切片厚度为6厘米。
接着，说合东说念主员将被拍摄的物体横向转移4.8厘米，再重迭上述的切片拍摄。握住重迭这个经由，他们就得回了物体在不同位置的大都切片拍摄图片。接着，他们还需要将这些切片以特定法则组合成咱们某一时刻看上去的形状。
以上图为例，咱们不错将物体在运转位置位于最远端的切片（C端），和物体鄙人一个位置，但距离镜头更近的相邻切片组合在一皆。接着，将多个位置的不同切片像片按这么的法则切片组合起来，咱们就得回了物体以0.8倍光速通顺的定格像片（4.8/6=0.8）。
说合团队按照这种方式制作出了多张像片，并将像片组合成视频。视频每秒播放30帧，光在相邻切片之间传播的距离为6厘米，这尽头于他们视频中的模拟光速仅有1.8米/秒。就算视频中的立方体转移速率仅有1.44米/秒，也尽头于视频中光速的0.8倍。
极限光速
接着，说合团队还将一个圆盘险些侧对着录像机，模拟圆盘以0.999c通顺时的尺缩效应，并用上头拍摄立方体的方式，模拟拍摄了圆盘以0.999c通顺的图像。
着力清晰，就算物体因为顶点接近光速的通顺，发生了严重的尺缩效应，它看起来亦然一个完好意思的圆。原来侧对着录像机的圆盘，因为特雷尔-彭罗斯效应就像转了过来相同，正面面向录像机。
你有猜到光速天下的形状吗？
参考文件
[1]https://www.nature.com/articles/s42005-025-02003-6
[2]https://www.livescience.com/physics-mathematics/physicists-capture-rare-illusion-of-an-object-moving-at-99-9-percent-the-speed-of-light
[3]https://en.wikipedia.org/wiki/Terrell_rotation
规划制作
起原丨行家科学（id：huanqiukexue）
作家丨王昱
责编丨钟艳平
审校丨徐来、张林林