@ 2017.04.17 , 13:00
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光速为何是光速?它真的不变吗?

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1975年,科学家们终于统一意见:真空光速为299,792,458米/秒。不过,光速为何是这个速度?它又为何如此重要?若要回答这些问题,我们必须了解空间、时间、物理学、测量方法等。但如今,现代研究首次对光速提出质疑。

十七世纪初,人们普遍认为,光没有速度,它是瞬间产生的。随后,这个观点受到了挑战。1629年,荷兰科学家以撒·贝克曼在火药爆炸周围安置了一些镜子,让观察者注意闪光出现时间是否存在差异。不过,这个实验结果并不令人信服。

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1667年Rømer测算光速的示意图

1676年,丹麦天文学家奥勒·罗默注意到,某颗木星卫星的月食时间在一年中存在奇怪的变化。他认为,这是由于地球远离木星时,光需要走更长时间才能到达地球。据他粗略计算,光速约为22万千米/秒。这个计算结果还不赖,尤其考虑到他所采用的行星数据并不那么准确。

此后,科学家在地球上进行了各种实验,结果越来越接近正确值。19世纪中期,物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦推出了麦克斯韦方程组,用于测量真空中的电场和磁场。他注意到,无质量电磁辐射波的速度和人们所推测的光速非常接近。于是,他认为二者可能完全相等。

麦克斯韦是对的。人类首次得以根据其它宇宙常量来测量光速。与此同时,麦克斯韦的研究成果表明,光本身就是一种电磁波。这个观点被证实后,爱因斯坦在1905年将此观点作为狭义相对论的一部分。

如今,光速通常被认为是狭义相对论的基石。光速与时空不同,它是恒定的,与观察者无关。此外,这个常量支持了许多宇宙知识。它和引力波速度相同。

针对光速,我们不仅拥有麦克斯韦和爱因斯坦的理论。科学家进行了大量光速测量实验(如反弹激光、观察地球引力),所有实验都得出了相同的结果。

然而,故事并未就此结束。量子场论认为,真空并不空,它遍布基本粒子,这些粒子在真空中迅速出现并消亡。科学家推测,这些粒子会制造电磁涟漪,而电磁涟漪可能会导致光速的变化。

相关研究仍在进行,目前尚无定论。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 21+1

  1. 3425143

    这个竟然看懂了!就是目前无定论

  2. 都不不变
    @9 months ago
    3425144

    相关研究仍在进行,目前尚无定论。

  3. 食品级怪蜀黍
    @9 months ago
    3425146

    快子理论很久没进展了

  4. 3425160

    我记得光在不同介质中传播的速度是不同的

  5. BiuBiuBiu
    @9 months ago
    3425168

    量子理论 改革的拼图…

  6. 3425171

    @??: 说光速一般就是说真空光速, 文中第一句也写了

    介质中的话, 现在通过低温粒子云可以把光几乎”冻住”, 降到十几米每秒

  7. 3425180

    单身狗为何是单身狗?它真的是不变的吗?

  8. 3425205

    一顿实验,然后目前尚无定论

  9. Overmind911
    @9 months ago
    3425210

    这是设定好吧,就像修真小说那样,为什么人可以修真,为什么光速是个常量,当然是创作者的设定了

  10. 扒逼娃娃
    @9 months ago
    3425218

    进来就应该知道没有结果。看到最后果然是废话。愿赌服输,5毛奉上。

  11. 3425237

    这个问题真要计较恐怕最后要问到“上帝”身上。。

  12. Amaryllis
    @9 months ago
    3425247

    这一篇起了个耸人听闻的标题,内容却这么水……

  13. 3425375

    所以这篇文章的目的是什么

  14. 3425467

    1676年就有人估算出光速差不多22万公里每秒?

  15. 千反田麻薯
    @9 months ago
    3425560

    诸位 别忘了引力波 波长长的光比较不受影响 波长短的光会因为引力波降低速度 就像玩具车在柏油路上开很颠簸影响速度 而大卡车开起来几乎不受影响

  16. dogisacat
    @9 months ago
    3425699

    @Overmind911: 也和修真小说一样,没有了基本的设定,后续的故事都展开不到。

  17. 3425718

    预告,未完待续,当然我们也可能太监

  18. 啪啪啪啪啪啪
    @9 months ago
    3425886

    300,000,000米/秒,大自然这么神奇(造物主嫌麻烦)肯定不搞这么多零头,涟漪啥的干扰排除掉就是这个数,恩恩

  19. 3426143

    我写了一万字的论文 最终的讨论结果是不知道

  20. 3426254

    真空并不空,它遍布基本粒子.这不就是以前一直寻找的 以太吗

  21. dollary
    @9 months ago
    3429346

    能看懂这个要感谢奥术神座⊙﹏⊙

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