影子凭啥能超光速移动？

中科院物理所 · 公众号 · 物理 · 2025-03-18 11:47

正文

很多人不理解影子的速度超光速这件事。

咱们先来严格的计算一下，再来解释它的意义。

假想有一个点光源，处于一个球形玻璃罩A（半径为）的中心处，光透过玻璃罩射到一个半径更大的不透光的球壳B（半径为）上。

设玻璃罩上有一个挡光点C，它以速度沿A的表面从左向右移动，这就会导致球壳B上投射的影子跟着移动，那么影子移动的速度是多少呢？

假设C移动了

根据几何关系可知，影子移动了

显然，影子的移动速度就是

只要足够大，影子的速度就可超光速。

一匹马跑过一盏灯前，假想远处墙面被推至月球，那么它在月球上投射的影子移动的速度将会超光速。

有的人可能觉得这个计算没有考虑光速的有限性，因为光被挡住之后，并不是立刻在B上对应的点形成影子，而是需要等待的时间！

所以，影子完成移动的实际时间是

故影子的速度应为

没错！这样考虑当然更严谨。

代入到的表达式中，得

故影子移动的速度为

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