如果你超光速行走會看到什麼景象（圖文解析）
狹義相對論告訴我們，你運動得越快，時間流逝得越慢，而當運動的速度等於光速時，時間就停止流逝了。那麼超過光速呢?
許多人就認為，此時時間就開始倒流，也就是説超光速旅行意味着回到過去。在許多科幻作品中常會出現這種情節。
寫於1923年的一首關於狹義相對論的打油詩，就形象地體現了這種觀點：“有位叫布萊特的年輕姑娘，她行走的速度遠勝於光，她以相對論的方式，從某一天出發，卻已於前晚歸來。 ”
但狹義相對論也告訴我們，要把一個比光運動慢的物體加速到光速，你需要無限多的能量，更別提要超光速了，而回到過去常常會破壞因果關係，例如所謂的祖父悖論：如果你回到過去，並殺死你的處在幼年的祖父，那麼你怎麼會在之後出生並長大後回到過去殺死你的祖父呢?所以説，超光速旅行是一件不可能的事情。
不過，讓我們暫時假設一下，如果可以進行超光速旅行，那麼究竟會發生什麼呢?時間真的會發生倒流嗎?
最近，美國密歇根理工大學的物理學家羅伯特·涅米羅夫，利用一個非常簡單的模型對此進行了研究。對於相對論這麼複雜的問題來説，即使簡單的模型也含有如下一系列設定：
設定1：離地球10光年遠的地方有一顆X行星，正在以相對於地球為0.1c(c為光速)的速度遠離地球。
設定2：有一艘宇宙飛船從地球上的發射台上起飛，以恆定的速度駛向X行星;抵達X行星後立刻再次起飛，以相同的恆定速度返回地球，並停在離發射台不遠的停機坪上。相同的速度，指的是飛船去程時相對於地球的速度，與返程時相對於行星X的速度大小相同。這意味着，飛船返程時相對於地球的速度大小需要使用狹義相對論來計算。
設定3：為了計算的方便，飛船發射時的時刻設為0。
設定4：討論中所説的時間和距離都是相對於在地球上的觀察者而言的。
涅米羅夫對飛船在近光速、等光速、超光速等不同速度下的情形進行了計算。他的研究結果呈現出的是一個超乎想象的世界。
【0.1-1c：沒什麼奇怪之處】
不管怎樣，飛船的速度必須大於0.1c，否則追不上X行星。我們先來考慮飛船的速度為0.5c的話，看會出現什麼情況。
如果地球和X行星的距離一直不變，飛船隻需要20年就能抵達目的地，但由於X行星正在1/10光速的速度遠離地球，飛船需要25年才能追上它。抵達時，飛船與地球的距離將變為12.5光年。
鑑於光的傳播需要時間，地球上的你需要再過12.5年才能看到飛船抵達X行星。也就是説，飛船離開地球37.5年後，你才能在天文望遠鏡裏看到飛船降落在X行星的情況。
之後飛船立即返回，其速度相對於X行星仍是0.5c，但根據狹義相對論，相對於地球來説速度不是變為0.4c(0.5c減去0.1c)，而是會變為0.4211c，這樣返程時間將變為29.69年，而飛船總共旅行的時間為54.69年。
但不管怎樣，地球上的你會看到，飛船就是直接離開了，抵達X行星，然後返回地球，不會看到有什麼奇怪之處。
【1c：事情開始變得有點怪異】
如果飛船的速度是光速呢?很顯然，根據狹義相對論，飛船在往返中相對於地球的速度都將是光速。
經過計算，飛船抵達X行星需要11.11年，抵達時與地球的距離當然變為11.11光年。鑑於光的傳播需要時間，地球上的你需要再過11.11年，即總共22.22年，才能看到飛船抵達X行星，而飛船從X行星返回地球需要11.11年。
飛船總共旅行的時間為22.22年。
這時候，事情開始變得有點怪異。過了22.22年，你才會看到飛船抵達X行星，但同時也會看到飛船返回了地球並降落在停機坪上。
這是因為飛船抵達X行星的光信號，會與飛船一起以同樣的速度(即光速)抵達地球。
【1-10c：“魅影”飛船的出現】
如果飛船進行超光速旅行會是什麼情況呢?計算顯示，飛船進行超光速旅行時，會導致返程所需的時間小於去程所需的時間。
如果飛船的速度是5c的話，那麼飛船會在發射後的2.041年抵達離地球有10.20光年遠的X行星。由於相對論效應，飛船返回地球的速度，相對於地球來説將變為9.8c，所以回來的時間變短，只需再過1.041年就回到地球了。飛船總共旅行的時間為3.082年。
但對於地球上的你來説，事情變得十分詭異。首先，你會看見飛船很正常地離開了地球。過了3.082年，你還會在天空中看到這艘飛船正飛往X行星，但同時你會看見停機坪上突然憑空產生兩艘同樣的飛船，其中一艘停留在停機坪上，另一艘會立刻離開地球並倒着飛往X行星。
之所以會出現這種古怪的現象，是因為飛船跑得比光快。飛船返回地球之後，你不僅會看到停在停機坪上的飛船，而且還能看見飛船離開時產生的影像(也就是你之前也能在天空中看到的飛船)，還有就是能看見飛船返回時產生的影像(一艘從停機坪上飛往X行星的飛船)。
其中，飛船返回時產生的影像，看起來如同倒着播放的錄像一樣，或者可以説這艘飛船似乎在逆着時間行駛。
為什麼這麼怪異?這是因為飛船跑得比光快，在飛船返回時產生的所有影像中，接近地球的會先傳到的地球上，遠離地球的會後傳到地球上，所以你會看到飛船先出現在停機坪，然後起身離開，倒着飛往X行星。
總之，飛船一旦抵達停機坪，飛船的影像就會從1個變為3個，但需要注意的是，飛船的真身只有那艘停在停機坪上的飛船，其餘的就只是影像，或者可以説是飛船的“魅影”而已。
在發射之後的12.24年，你才會看見那艘從發射台起飛的飛船抵達了X行星，另外你也會看見從停機坪倒着飛向行星X的飛船也抵達了X行星，並於前面的影像合二為一。也就是説，這兩個影像同時抵達了地球。那麼，之後會發生什麼?
因為之後再也沒有什麼影像傳到地球上，所以這兩個影像在合二為一之後就消失了，只留下停機坪上那個飛船的影像(如果飛船回來之後就始終停在停機坪上)。
兩種圖像融合到一起並消失，有點類似與粒子與反粒子遇到一起併發生湮滅。
【10c：返程時間變為0】
如果飛船的速度更快的話，返回所需要的時間就會越來越短。
當速度為10c時，飛船需1.010年抵達離地球有10.10光年遠的X行星，而返程時間則變為0，也就是説飛船一旦抵達X行星，它會立即跑到地球的停機坪上。
此時，返回時飛船相對於地球的速度變為了無窮大。
不過，對於地球上的你來説，事情還是與前面的類似。首先，你會看見飛船時候很正常地離開了地球。過了1.010年，你還會在天空中看到這艘飛船正飛往X行星，但同時你會看見停機坪上突然憑空產生兩艘同樣的飛船，其中一艘停留在停機坪上，另一艘會立刻離開地球並倒着飛往X行星。當時間為11.11年時，天空中的兩艘“魅影”飛船在X行星上融合到一起並消失。
等一下，再怎麼怪異，上面也沒有出現回到過去的現象啊?別急，我們再把飛船的速度增加一下。
【10-19.95c: 具有負能量的飛船出現】
如果飛船的速度繼續增大，返程時間將變為一個負數，這意味着飛船是逆着時間回到地球上的。
返程時相對於地球的速度雖然是一個正常的數，但是速度的方向將變為遠離地球的方向。
那麼，飛船是怎麼逆着時間回到地球上的?
如果飛船的速度大於10c，卻小於19.95c(隨後我們就會明白19.95c意味着什麼)，那麼事情將是這樣的：一艘飛船從地球上的發射台升空並前往X行星。過了一段時間之後，在停機坪那裏
如果你超光速行走會看到什麼景象（圖文解析）
狹義相對論告訴我們，你運動得越快，時間流逝得越慢，而當運動的速度等於光速時，時間就停止流逝了。那麼超過光速呢?
許多人就認為，此時時間就開始倒流，也就是説超光速旅行意味着回到過去。在許多科幻作品中常會出現這種情節。
寫於1923年的一首關於狹義相對論的打油詩，就形象地體現了這種觀點：“有位叫布萊特的年輕姑娘，她行走的速度遠勝於光，她以相對論的方式，從某一天出發，卻已於前晚歸來。 ”
但狹義相對論也告訴我們，要把一個比光運動慢的物體加速到光速，你需要無限多的能量，更別提要超光速了，而回到過去常常會破壞因果關係，例如所謂的祖父悖論：如果你回到過去，並殺死你的處在幼年的祖父，那麼你怎麼會在之後出生並長大後回到過去殺死你的祖父呢?所以説，超光速旅行是一件不可能的事情。
不過，讓我們暫時假設一下，如果可以進行超光速旅行，那麼究竟會發生什麼呢?時間真的會發生倒流嗎?
最近，美國密歇根理工大學的物理學家羅伯特·涅米羅夫，利用一個非常簡單的模型對此進行了研究。對於相對論這麼複雜的問題來説，即使簡單的模型也含有如下一系列設定：
設定1：離地球10光年遠的地方有一顆X行星，正在以相對於地球為0.1c(c為光速)的速度遠離地球。
設定2：有一艘宇宙飛船從地球上的發射台上起飛，以恆定的速度駛向X行星;抵達X行星後立刻再次起飛，以相同的恆定速度返回地球，並停在離發射台不遠的停機坪上。相同的速度，指的是飛船去程時相對於地球的速度，與返程時相對於行星X的速度大小相同。這意味着，飛船返程時相對於地球的速度大小需要使用狹義相對論來計算。
設定3：為了計算的方便，飛船發射時的時刻設為0。
設定4：討論中所説的時間和距離都是相對於在地球上的觀察者而言的。
涅米羅夫對飛船在近光速、等光速、超光速等不同速度下的情形進行了計算。他的研究結果呈現出的是一個超乎想象的世界。
