为什么光速是恒定的
2018-12-14 本文已影响177人
姜地主
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