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2023-01-30
光速恒定是什么意思？光速恒定的原因是什么？
更新時(shí)間：2022-09-05 07:54:45作者：佚名
光速為什么恒定呢？無(wú)論光源運(yùn)動(dòng)多快，永遠(yuǎn)是約30萬(wàn)公里每秒？光速恒定，是愛(ài)因斯坦相對(duì)論的重要理論基礎(chǔ)。因?yàn)樗梢员划?dāng)作一項(xiàng)公理，所以沒(méi)有想過(guò)去證明它。
光速為何恒定
其實(shí)，這是可以證明的。現(xiàn)在就來(lái)解釋，為什么光速會(huì)恒定為30萬(wàn)公里每秒，而跟光源的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，并且證明光速也跟測(cè)量者的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)。
光速恒定表現(xiàn)在無(wú)論觀測(cè)者運(yùn)動(dòng)速度是多少，他測(cè)出的光速永遠(yuǎn)是c。如果一個(gè)以c高速向前運(yùn)動(dòng)的人，來(lái)測(cè)量一束同向光線的速度，按照常理，他應(yīng)該是與光線同速并行，測(cè)出的光速應(yīng)該是0?？墒?，他測(cè)出的光速并不是0，而是c。
光速恒定的內(nèi)在原因是什么
為什么會(huì)發(fā)生這種事情？原因在于：時(shí)間是隨著測(cè)量者運(yùn)動(dòng)速度變化而變化的。這可以解釋光速為何不隨測(cè)量者的運(yùn)動(dòng)速度變化而變化（兩者同向時(shí)）。相對(duì)論已經(jīng)有了時(shí)間會(huì)隨測(cè)量者運(yùn)動(dòng)速度變化而變化的推論。當(dāng)速度增加時(shí)，時(shí)間會(huì)變得緩慢。
光速是不會(huì)隨著光源運(yùn)動(dòng)速度改變而改變的。這是一個(gè)非常奇特的事實(shí)。一艘靜止的飛船上發(fā)出一束光，光速為c，同時(shí)一個(gè)人以10公里每秒的速度在飛船內(nèi)向前運(yùn)動(dòng)。
光源的運(yùn)動(dòng)對(duì)光速?zèng)]有影響
當(dāng)飛船加速到以20公里/秒飛行時(shí)，按照經(jīng)典伽利略變換規(guī)則，這時(shí)那個(gè)人的速度相對(duì)靜止地面的速度是20+10=30公里每秒。光速相對(duì)于靜止地面的速度應(yīng)該會(huì)增加到c+20公里每秒。為什么光速還是c不變呢？
只能有一個(gè)解釋。光束的運(yùn)動(dòng)必定有一個(gè)特殊的機(jī)制。正是這個(gè)機(jī)制，使得光源在運(yùn)動(dòng)時(shí)，也無(wú)法超過(guò)c的限制。又是這個(gè)機(jī)制，使得光束一經(jīng)發(fā)出，又自動(dòng)達(dá)到c，不會(huì)多一點(diǎn)，也不會(huì)少一點(diǎn)。
神秘的光速
這個(gè)特殊機(jī)制到底是什么呢？根源在于發(fā)生于一百四十億年前的宇宙大爆炸。宇宙創(chuàng)世之初的大爆炸，發(fā)出了無(wú)數(shù)的高能射線，這些射線直到現(xiàn)在都沒(méi)有消失，一直彌漫在宇宙中的每一個(gè)地方。其初始速度就是現(xiàn)在的光速：約30萬(wàn)公里每秒。
此后這個(gè)速度就再也沒(méi)有變過(guò)，形成了現(xiàn)在遍布宇宙每個(gè)方向每個(gè)角落的宇宙微波背景輻射。它制造出一個(gè)充滿宇宙的大電磁場(chǎng)。只要光源在這個(gè)電磁場(chǎng)中振動(dòng)，立刻就能被充滿宇宙的電磁輻射加速到30萬(wàn)公里每秒。
光速會(huì)變化嗎？
正是這個(gè)宇宙輻射電磁場(chǎng)的存在，使得光線以精確的光速傳播。宇宙輻射電磁場(chǎng)里充滿了電磁量子。這些能量子就是電磁波得以迅速傳播的介質(zhì)。電磁波就是通過(guò)它們來(lái)傳遞能量與波動(dòng)。彌漫于宇宙的電磁輻射能將任何剛剛由電磁振源發(fā)射出的電磁波加速為30萬(wàn)公里每秒。
宇宙定義了光速
宇宙的原始大爆炸產(chǎn)生的輻射，其速度多少是關(guān)鍵。決定了現(xiàn)在所有電磁波的速度。如果這個(gè)原始速度是60萬(wàn)公里每秒，那么我們的光速常數(shù)c就不是30萬(wàn)公里每秒了，而應(yīng)該是60萬(wàn)公里每秒。
可以肯定，在其它奇點(diǎn)大爆炸而產(chǎn)生的宇宙里，光速常數(shù)將是形形色色的其它數(shù)字。我們所處的宇宙的光速常數(shù)一直是約30萬(wàn)公里每秒，完全是一個(gè)非常偶然狀態(tài)下形成的結(jié)果。
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