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趣味物理学
1.3.2 1.2 与时间赛跑
1.2 与时间赛跑

如果上午8点整从符拉迪沃斯托克出发前往莫斯科,到达终点时的时间能否也是上午8点整呢?这个问题真的挺有意义,值得深入探讨。先说答案:肯定可以。难道时间真的可以不流逝,还是真的有“时间大炮”,让时间停止?不,都不是。这个问题其实没有那么复杂,我们只要清楚一个简单事实:符拉迪沃斯托克与莫斯科之间的时差有9个小时。也就是说,只要我们乘飞机,恰好花9个小时从符拉迪沃斯托克飞到莫斯科,那么抵达终点莫斯科的时间就会与起飞时间相同:上午8点整。

我们先来看符拉迪沃斯托克到莫斯科的距离:大约9 000千米。这就意味着只要飞机的时速大约为9 000千米/9小时=1 000千米/小时即可。以现代喷气式飞机的技术,达到这个速度已是不在话下了。

我们可进一步探讨,去实现沿着纬线“赶超太阳”(更确切地说,就该是超过地球),其实也并不需要太高的速度。在北纬77度线上,飞机的飞行速度只要达到450千米/小时,就可以实现与地球自转同步,即在固定的时间经过某一固定点。如果飞机的飞行方向再合适点,这架飞机的乘客会看到一个奇妙的现象:太阳永远会一动不动地挂在天空,不再落下。

既然能“赶超太阳”,那么“超过”绕地球旋转的月亮当然更容易。我们知道,地球自转的速度是月球绕地球旋转速度的29倍(注意,这里说的是角速度,不是线速度),因此,在中纬度地区沿纬线方向,一艘普通轮船只要以每小时25~30千米的速度航行,就能“赶上”月球。

著名作家马克·吐温在自己的随笔里曾描述过这一现象。在一次从美国纽约到葡萄牙亚速尔群岛,穿越大西洋的航程中,一路上天气奇好,白天炎炎烈日,晴空万里,而晚上的天气甚至还要好过白天。一路上,人们观察到一个奇怪的现象:在每一晚的同一时刻,月亮都会准时出现在天空中的同一位置。这个现象起初让人们惊奇费解,但很快人们就明白了其中的奥秘:原来在纬度线上,我们的轮船正以每小时跨越20分的速度向东航行,这个速度使我们恰好与月球保持同样速度同步前行。