参考消息网10月14日报道 据美国趣味科学网站10月11日报道，物理学家首次模拟出物体以接近光速运动的情景——一种被称为“特雷尔-彭罗斯效应”的视错觉。

  科学家们利用超快激光脉冲与特殊门控相机，模拟出一种看似违背爱因斯坦狭义相对论的视错觉。

  狭义相对论的一个推论是，高速运动的物体在运动方向上看起来应该会缩短，这种现象被称为洛伦兹收缩。这一效应已在粒子加速器实验中得到间接证实。

  但在1959年，数学家罗杰·彭罗斯和物理学家詹姆斯·特雷尔指出，一名带着相机的观测者实际上根本看不到一个被压扁的物体。相反，由于物体不同部位的光线到达相机的时间存在差异，因此它看起来像是发生了旋转。

  虽然先前的模型已经模拟过这种错觉(它现在被称为特雷尔-彭罗斯效应)，但这是首次在实验室环境中进行模拟。研究小组在英国《通讯-物理学》杂志上发表了他们的研究结果。

  奥地利维也纳工业大学的量子物理学家、论文第一作者多米尼克·霍尔诺夫对本网记者说：“我最喜欢的是它的简洁性。有了正确的想法，你可以在一个小实验室里再现相对论的效应。它表明，即使是一百年前的预言也可以以一种非常直观的方式呈现。”

  在这项新研究中，物理学家使用超快激光脉冲和门控相机，对一个立方体和一个球体以接近光速“运动”的瞬间进行了快照拍摄。结果显示，快照中的物体呈现旋转状态，从而验证了特雷尔-彭罗斯效应的真实性。

  但就像所有研究一样，这项研究也面临挑战。让任何物体以光速或接近光速运动在目前是不可能的。霍尔诺夫说：“根据爱因斯坦的理论，物体运动得越快，其有效质量就增加得越多。当你越接近光速时，你需要的能量就会急剧增加。”我们无法提供足够的能量来加速像立方体这样的物体，“这就是为什么我们需要巨型粒子加速器，即使只是为了让电子接近那个速度。这需要消耗巨大能量”。

  所以研究小组用了一种巧妙的替代方法。霍尔诺夫说：“我们能做的就是模仿这一视觉效果。”他们先从一个边长约3英尺(1米)的立方体开始，向该物体发射超短激光脉冲——每个脉冲只有300皮秒(1皮秒约为一万亿分之一秒。他们用一部门控相机捕捉反射光，这部相机只在(激光脉冲持续的)那一瞬间打开快门，每次生成一层薄薄的“切片”。

  每次拍摄后，他们就将立方体向前移动约1.9英寸(4.8厘米)。这是物体以光速的80%运动时，在两次脉冲间隔“前进”的距离。然后，科学家们把所有这些切片整合到一起，形成运动中的立方体的快照。

  霍尔诺夫说：“当你把所有的切片整合到一起，这个物体看起来就像在以难以置信的速度高速运动，尽管它根本没有移动过。说到底，这只是几何问题。”（编译/冯雪）