据 meiguo.com 于 2025 年 11 月 8 日收到的消息 ‣ 物理学家利用超高速摄影技术首次在实验室中捕捉到宏观物体以接近光速运动时的真实视觉效果，验证了相对论的一个百年预言。这项研究发表在《通讯物理》期刊上。

实验显示，以99.9%光速运动的物体在观察者眼中不会被压扁，而是呈现出旋转的视觉效果。

长期以来，物理教科书描述高速运动物体在运动方向上发生长度收缩。但实际视觉观察与测量存在差异。奥地利物理学家安东·兰帕在1924年首次指出这一点，后由诺贝尔奖得主罗杰·彭罗斯和美国物理学家詹姆斯·特雷尔在1959年独立推导出结论。

科学家通过精密光学技术模拟了0.8倍光速的运动。他们使用持续时间仅1皮秒的超短激光脉冲，精确控制曝光时间，使每张照片捕捉光传播距离限制在12厘米内。

研究人员将物体横向移动4.8厘米后重复拍摄，将不同位置的切片错位组合，模拟了光传播的时间差。

来源：原论文

在80%光速的模拟中，立方体没有被压扁，反而能同时看到侧面和顶面，仿佛发生了旋转。

在99.9%光速的模拟下，圆盘侧向放置时，观察者看到的仍是圆形，而非扁平椭圆，这完全符合特雷尔-彭罗斯效应的预测。

来源：Stigmatella aurantiaca/wikipedia

这种视觉扭曲源于光传播的有限速度。物体前端和后端发出的光到达观察者时间不同，导致图像变形抵消了长度收缩。

实验成功展示了超快光学技术的能力，为相对论研究提供了直接观测手段。

来源：Prokaryotic Caspase Homolog/wikipedia

研究对天体物理学有重要价值，有助于更准确解释宇宙中高速天体的观测数据，如相对论性喷流。

来源：原论文

实验验证了理论，强调了测量与观察之间的关键区别，体现了相对论中时空交织的本质。

来源：原论文

现代超快技术使科学家能在可控环境中直接观测极端相对论效应，为未来研究开辟了新方向。

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综合自头条号 @人工智能学家