Что вы увидите, путешествуя на скорости, близкой к световой?

Что бы вы увидели, если бы летели со скоростью, близкой к скорости света? Не гиперпространственные полосы. Реальный ответ, вычисленный на основе теории относительности Эйнштейна и физики звездного света: всё небо скользит перед вами, звезды впереди становятся бело-голубыми и сгущаются, звезды позади переходят из оранжевого в красный цвет в темноту, а знаменитая «звездная радуга» никогда не появляется. Если лететь ещё быстрее, крошечное пятнышко прямо перед вами начинает светиться, поскольку холодный свет космической пыли и послесвечение Большого взрыва сжимаются в видимый свет. Объекты, мимо которых вы пролетаете, не выглядят сплющенными: они выглядят перевернутыми, так что вы можете видеть их спины. А при постоянной перегрузке в одну g вы могли бы добраться до центра галактики примерно за двадцать лет своей жизни, в то время как на Земле проходит 27 000 лет. А при скорости, точно равной скорости света? Вида нет вообще. 0:00 Небо со скоростью 99% от скорости света 0:24 Почему звёзды скользят вперёд 1:34 Цвета и миф о звёздной радуге 2:48 Впереди ярче и светящееся пятно 3:52 Почему пролетающие объекты выглядят перевёрнутыми 4:31 Через всю галактику за одну жизнь 5:03 Точно со скоростью света 5:34 А как насчёт гравитации? Смотрите далее: Почему время замедляется возле чёрной дыры Как создавалась анимация: каждая звезда в этом фильме была вычислена, а не нарисована. В небе используется около 140 реальных ярких звёзд (истинные положения, яркость и температура), а также статистически реалистичная популяция, наблюдаемая во время полёта к центру Млечного Пути. Положения определяются по формуле релятивистской аберрации, цвета берутся из спектра черного тела каждой звезды, сдвинутого по эффекту Доплера на точный множитель и преобразованного в цвет экрана с помощью функций цветового соответствия CIE 1931, а яркость определяется фотопическим откликом глаза (видимая яркость звезды изменяется на D⁻² раз в зависимости от отношения видимого излучения черного тела при D*T и T; плотность звезд масштабируется как D²). Прямое свечение на экстремальных скоростях объединяет смещенную в синюю сторону космическую пыль (космический инфракрасный фон и пыль Млечного Пути) и космический микроволновый фон при 2,725 К; отображается его истинный угловой размер, а мягкий блик добавляется только для видимости, когда он слишком мал, чтобы его увидеть. Пролетающая станция и луна отображаются с точными задержками распространения света (вращение Террелла-Пенроуза): коробка поворачивается на arcsin(v/c), контур сферы остается круглым; их цвета не смещаются, чтобы показать только форму. Время полета рассчитывается по стандартным релятивистским уравнениям ракеты при 1 g (ускорение на половине пути, замедление на оставшейся части; в одном направлении). Окно и кабина представляют собой стилизованный рисунок; скорости и углы в них указаны точно. Источники и дополнительная литература: Брэдли (1729), открытие звездной аберрации, Phil. Trans. 35, 637: https://doi.org/10.1098/rstl.1727.0064 Эйнштейн (1905), Об электродинамике движущихся тел (формулы аберрации и Доплера): https://www.fourmilab.ch/etexts/einst... Маккинли и Доэрти (1979), В поисках «звездной радуги», Am. J. Phys. 47, 309: https://doi.org/10.1119/1.11834 Стиметс и Шелдон (1981), Вид на небеса с релятивистского звездолета, J. ​​Brit. Interplanet. Soc. 34, 83 Краткая история звездной радуги (Новости оптики и фотоники): https://www.optica-opn.org/home/artic... Террелл (1959), Невидимость сокращения Лоренца, Phys. Rev. 116, 1041: https://doi.org/10.1103/PhysRev.116.1041 Пенроуз (1959), Кажущаяся форма релятивистски движущейся сферы, Proc. Camb. Phil. Soc. 55, 137: https://doi.org/10.1017/S030500410003... Вайскопф, Краус и Рудер (1999), Эффекты прожектора и Доплера в визуализации специальной теории относительности, ACM TOG 18, 278: https://doi.org/10.1145/336414.336459 Пиблз и Уилкинсон (1968), Комментарий к анизотропии первобытного огненного шара, Phys. Rev. 174, 2168: https://doi.org/10.1103/PhysRev.174.2168 Фиксен (2009), Температура космического микроволнового фона: https://arxiv.org/abs/0911.1955 COBE FIRAS космический инфракрасный фон (NASA LAMBDA): https://lambda.gsfc.nasa.gov/product/... Семёнов (2009), Радиационная опасность релятивистского межзвездного полета, Acta Astronautica 64, 644: https://arxiv.org/abs/physics/0610030 Гиббс, Релятивистская ракета (Часто задаваемые вопросы по физике UCR): https://math.ucr.edu/home/baez/physic... Коллаборация GRAVITY (2019), расстояние до Галактического центра: https://arxiv.org/abs/1904.05721 Ли и др. (2021), расстояние до Андромеды: https://arxiv.org/abs/2107.08029 Уайман, Слоан и Ширли (2013), аналитические функции цветового соответствия CIE: https://jcgt.org/published/0002/02/01/ Авторы Сценарий, анимация, моделирование и звуковое оформление: оригинальные, со...