为什么光速是恒定的

作者: 姜地主 | 来源:发表于2018-12-14 06:02 被阅读177次

    光速不变原理是狭义相对论的两个基础公设之一,在狭义相对论之中,指的是无论在何种惯性参照系中观察,光在真空中的传播速度相对于该观测者都是一个常数,不随光源和观测者所在参考系的相对运动而改变。这个数值是299,792,458公尺/秒。

    光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的启示,并为迈克耳孙-莫雷实验所证实。

    根据相对论,质量能量守恒的原理,质量能转化能量,而速度跟能量有关。如果把质量全都转化为能量了,则速度是极限。这个极限就是光子,因为光子没有质量。所以,质能转化是宇宙或自然的规律,光速是宇宙或自然的特征。

    如果存在另一个不一样的宇宙,只要算一下质量转化成能量,还有光速,就能了解那个宇宙不一样的“时间”,也能比较宇宙们的异同。因此造世主只要定义了光速,就定义了宇宙。

    有意思的是,圣经《创世纪》第3节:神说,要有光,就有了光。

    光在靠近大质量的物体时,会产生弯曲(其实是周围的时空发生了弯曲,光在沿弯曲的时空上行走,好像光也发生了弯曲)。这里要注意一下,所谓的“弯”和“直”,都是相对的。

    现在我们知道光的速度是不变的,它是沿它所在的时空做直线运动,我们来设想一个场景:

    场景1:如果没有重力场的影响,光是沿直线运动的, 所以从A点到B点它花费的时间最短.如果把这束光想想为一艘飞船,你又正在其中,你就会感觉从A到达了B时间很短.

    场景2:如果在A点和B点施加一个足够强大的重力场,时空就会发生扭曲变形,光就会沿着扭曲的时空面做直线运动,因而光实际走过的路程增加了,由于光速恒定不变,因此光从A点运动到B点花费的时间就变长了.如果把这束光想想为一艘飞船,你又正在其中,你就会感觉从A到达了B时间很长.

    为什么光速是恒定的

            光在宇宙重力场里的“直线”运动

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      网友评论

      • 文而而:不明觉厉(⊙o⊙)!
      • 榕小蜂2:你根据相对论说光速不变的例子有问题吧!相对论的基本假设就是光速不变。
        姜地主:@榕小蜂2 描述真空中的电磁波的方程,其中的μ0ε0=1/c^2.
        当时麦克斯韦导出这个方程的时候发现它们和波动方程极相似,而且sqrt(1/μ0ε0)的量纲恰好是m/s,所以麦克斯韦大胆预测光速是恒定的C 属于大胆预测 并非直接导出.
        榕小蜂2:@姜地主 那不应该从麦克斯韦方程来解释吗?
        姜地主:@榕小蜂2 光速不变就是个假设,并为迈克耳孙-莫雷实验所证实. 通常我们认为被试验验证的就是真的. 我给出的是光速为什么恒定的理论解释.
      • 心甬:这个好!听完万老师的课才看得懂啊😄
        姜地主:@心甬 学习中
      • 南山顽石:学习了
      • 小海巢:高深,这是我不太了解的世界~
        姜地主:@小海巢 :stuck_out_tongue_winking_eye:
        姜地主:@小海巢 好玩吗:smile:

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