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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？
更新時間：2022-09-05 07:54:45作者：佚名
光速為什么恒定呢？無論光源運(yùn)動多快，永遠(yuǎn)是約30萬公里每秒？光速恒定，是愛因斯坦相對論的重要理論基礎(chǔ)。因為它可以被當(dāng)作一項公理，所以沒有想過去證明它。
光速為何恒定
其實，這是可以證明的?，F(xiàn)在就來解釋，為什么光速會恒定為30萬公里每秒，而跟光源的運(yùn)動速度無關(guān)，并且證明光速也跟測量者的運(yùn)動速度無關(guān)。
光速恒定表現(xiàn)在無論觀測者運(yùn)動速度是多少，他測出的光速永遠(yuǎn)是c。如果一個以c高速向前運(yùn)動的人，來測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，測出的光速應(yīng)該是0?？墒牵麥y出的光速并不是0，而是c。
光速恒定的內(nèi)在原因是什么
為什么會發(fā)生這種事情？原因在于：時間是隨著測量者運(yùn)動速度變化而變化的。這可以解釋光速為何不隨測量者的運(yùn)動速度變化而變化（兩者同向時）。相對論已經(jīng)有了時間會隨測量者運(yùn)動速度變化而變化的推論。當(dāng)速度增加時，時間會變得緩慢。
光速是不會隨著光源運(yùn)動速度改變而改變的。這是一個非常奇特的事實。一艘靜止的飛船上發(fā)出一束光，光速為c，同時一個人以10公里每秒的速度在飛船內(nèi)向前運(yùn)動。
光源的運(yùn)動對光速沒有影響
當(dāng)飛船加速到以20公里/秒飛行時，按照經(jīng)典伽利略變換規(guī)則，這時那個人的速度相對靜止地面的速度是20+10=30公里每秒。光速相對于靜止地面的速度應(yīng)該會增加到c+20公里每秒。為什么光速還是c不變呢？
只能有一個解釋。光束的運(yùn)動必定有一個特殊的機(jī)制。正是這個機(jī)制，使得光源在運(yùn)動時，也無法超過c的限制。又是這個機(jī)制，使得光束一經(jīng)發(fā)出，又自動達(dá)到c，不會多一點(diǎn)，也不會少一點(diǎn)。
神秘的光速
這個特殊機(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)出了無數(shù)的高能射線，這些射線直到現(xiàn)在都沒有消失，一直彌漫在宇宙中的每一個地方。其初始速度就是現(xiàn)在的光速：約30萬公里每秒。
此后這個速度就再也沒有變過，形成了現(xiàn)在遍布宇宙每個方向每個角落的宇宙微波背景輻射。它制造出一個充滿宇宙的大電磁場。只要光源在這個電磁場中振動，立刻就能被充滿宇宙的電磁輻射加速到30萬公里每秒。
光速會變化嗎？
正是這個宇宙輻射電磁場的存在，使得光線以精確的光速傳播。宇宙輻射電磁場里充滿了電磁量子。這些能量子就是電磁波得以迅速傳播的介質(zhì)。電磁波就是通過它們來傳遞能量與波動。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。如果這個原始速度是60萬公里每秒，那么我們的光速常數(shù)c就不是30萬公里每秒了，而應(yīng)該是60萬公里每秒。
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30萬公里每秒，完全是一個非常偶然狀態(tài)下形成的結(jié)果。
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