光速恒定是什么意思

Posted 2023-06-02

篇首语：知之者不如好之者，好之者不如乐之者。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了光速恒定是什么意思相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

光速为什么恒定呢？无论光源运动多快，永远是约30万公里每秒？光速恒定，是爱因斯坦相对论的重要理论基础。因为它可以被当作一项公理，所以没有想过去证明它。

光速为何恒定

其实，这是可以证明的。现在就来解释，为什么光速会恒定为30万公里每秒，而跟光源的运动速度无关，并且证明光速也跟测量者的运动速度无关。

光速恒定表现在无论观测者运动速度是多少，他测出的光速永远是c。如果一个以c高速向前运动的人，来测量一束同向光线的速度，按照常理，他应该是与光线同速并行，测出的光速应该是0。可是，他测出的光速并不是0，而是c。

光速恒定的内在原因是什么

为什么会发生这种事情？原因在于：时间是随着测量者运动速度变化而变化的。这可以解释光速为何不随测量者的运动速度变化而变化（两者同向时）。相对论已经有了时间会随测量者运动速度变化而变化的推论。当速度增加时，时间会变得缓慢。

光速是不会随着光源运动速度改变而改变的。这是一个非常奇特的事实。一艘静止的飞船上发出一束光，光速为c，同时一个人以10公里每秒的速度在飞船内向前运动。

光源的运动对光速没有影响

当飞船加速到以20公里/秒飞行时，按照经典伽利略变换规则，这时那个人的速度相对静止地面的速度是20+10=30公里每秒。光速相对于静止地面的速度应该会增加到c+20公里每秒。为什么光速还是c不变呢？

只能有一个解释。光束的运动必定有一个特殊的机制。正是这个机制，使得光源在运动时，也无法超过c的限制。又是这个机制，使得光束一经发出，又自动达到c，不会多一点，也不会少一点。

神秘的光速

这个特殊机制到底是什么呢？根源在于发生于一百四十亿年前的宇宙大爆炸。宇宙创世之初的大爆炸，发出了无数的高能射线，这些射线直到现在都没有消失，一直弥漫在宇宙中的每一个地方。其初始速度就是现在的光速：约30万公里每秒。

此后这个速度就再也没有变过，形成了现在遍布宇宙每个方向每个角落的宇宙微波背景辐射。它制造出一个充满宇宙的大电磁场。只要光源在这个电磁场中振动，立刻就能被充满宇宙的电磁辐射加速到30万公里每秒。

光速会变化吗？

正是这个宇宙辐射电磁场的存在，使得光线以精确的光速传播。宇宙辐射电磁场里充满了电磁量子。这些能量子就是电磁波得以迅速传播的介质。电磁波就是通过它们来传递能量与波动。弥漫于宇宙的电磁辐射能将任何刚刚由电磁振源发射出的电磁波加速为30万公里每秒。

宇宙定义了光速

宇宙的原始大爆炸产生的辐射，其速度多少是关键。决定了现在所有电磁波的速度。如果这个原始速度是60万公里每秒，那么我们的光速常数c就不是30万公里每秒了，而应该是60万公里每秒。

可以肯定，在其它奇点大爆炸而产生的宇宙里，光速常数将是形形色色的其它数字。我们所处的宇宙的光速常数一直是约30万公里每秒，完全是一个非常偶然状态下形成的结果。