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  • 1 # 物理科普

    光速在參考系變換中不變,是一個基本假設,在目前,幾乎主流的物理學家都認為光速是不會變快的,因為在光速不變性原理的基礎上,相對論經受住了大量實驗的驗證。

    當然,光速不變性原理僅僅指的是光速在任意參考系上都具有相同的數值,但並沒有說明這個數值在所有參考系上不會隨著時間變化。但物理學中假定這個數值就是299792458米/秒,並不會隨著時間發生變化。

    最近,澳洲的一個研究團隊發現,在距離地球138億光年之外的一個類星體上,精細結構常數的數值與地球上是不同的,由於精細結構常數是關於光速c的一個複合常數,那麼如果這項觀測被證實,就意味著光速c是有可能為一個變數的。

    但是光速c的變數性質會在所有參考系上保持相同,並不會違反相對性原理。相對性原理指的是,在任意參考系變換中,光速不變。

    總之,光速有沒有可能變快這個問題,已經超出了目前理論所能解決的範疇。而這個可能性,是有的!

  • 2 # 科學剃刀

    提到光速問題,肯定要講狹義相對論,因為光速不變是其理論基石。

    愛因斯坦的原文是:“光在空虛空間裡總是以一確定的速度V傳播著,這速度同發射體的運動狀態無關。

    首先,光在媒介中的傳播速度與媒介的物理性質是密切相關的,光在非空虛空間中速度變慢這個是大家都瞭解的,例如在水(折射率n≈1.33)中光僅以0.75c的速度在傳播,比較常見的例子是契倫科夫輻射。帶電粒子在重水中的運動速度超過了水在重水中傳播的速度,引發極化電流從而產生了藍色的輝光。

    這說明:光速是由媒介的物理性質決定的,具體說來,與媒介的介電常數、磁導率有關。

    同樣,真空的物理性質也影響了光速。但一般我們通常說:”真空中光速不變“,這裡有一個隱性前提,就是真空的物理性質不變。

    但。。。。真的是這樣的嗎?

    最近,澳洲南威爾士大學的研究人員已成功對一個距地球約 130 億光年的類星體進行了四次觀測,認為精細結構常數的數值在宇宙尺度上是變化的,精細結構常數沒有單位,本質涉及光速、普朗克常數和一個電子所攜帶的電荷量。

    實際上,很多國內外的科班出身的科學家都對此有質疑。其焦點之一就是:真空的物理性質不是一塵不變的。比如在中子星或黑洞這種引力極大,引起時空彎曲的條件下,真空的物理性質還會不變嗎?

    這裡我以中科院力學研究所的蔡立博士在其《非愛因斯坦相對論研究》一書中的表述來說明,他認為,

    1、目前的光速測量都是在平直時空(引力場不大的情況)下進行的,而對於彎曲時空下的光速無實驗和實驗條件;

    2、真空有”基態“和”激發態“,真空態不一樣了,光速也就隨之變化了(時空曲率越大、光速越快)。

    作者認為:對於黑洞超光速噴流現象的”視覺超光速“解釋很牽強,光速確實不可逾越,只是數值從C=299792458米/秒變大了。

    這位蔡立博士也是科班出身,研究相對論30餘年,可不是什麼民科,而且基於其他疑點,他還有一系列驚人的推論,這個以後再聊。

  • 3 # 時尚獵人記

    愛因斯坦在1905年發表了狹義相對論,帶領人類認識了一個全新的物理世界。在狹義相對論中,他認為時間和空間都是相對的,只有一種現象是恆定的,可以將時間和空間聯絡到一起,那就是光速,從而提出了光速不變原理。即無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數,不隨光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變。所以光速被認為是目前宇宙中最快的速度。那麼未來有可能發現比光速還快的速度嗎?

    光在我們的生活中隨處可見,那麼光的本質是什麼?

    其實關於這個問題曾經困擾了好幾個世紀中物理學界的偉大人物,他們一直都在不斷的爭論光究竟是粒子還是電磁波。

    最先提出光是粒子這個概念的是牛頓,這是由於微粒受力更加符合他提出的力學定律,但在當時惠更斯卻持反對態度,在他看來光是一種類似於聲波、機械波的波,並由此解釋了光的反射、折射等現象。不過由於當時牛頓的威名比較大,因此最終以牛頓的“微粒說”成功告終。

    直到英國物理學家托馬斯·楊氏透過雙縫實驗在觀察屏上發現了明暗交替的條紋,由此又開始了新的一輪爭議,再加上赫茲也進行了實驗,並且驗證了明光是一種波,當時許多物理學家對此沒有爭議。

    而當時愛因斯坦再次又提出光是由粒子組成的,因為只有這樣,才能夠完全解釋光的反射和折射特性,而且根據光電效應實驗證明出光其實是由能量組成的,不過這些能量是以波的形式傳播的,他設想組成光的粒子是光子,推測當電子與物質中的光子碰撞時,它們會被後者的能量吸收並飛走,光子被擊中的頻率越高,飛行電子的能量就越大,雙縫實驗也證明了這一點。直到法國德布羅意提出了波粒二象性的概念,眾多物理學家才達成統一,認為光既是粒子,也是一種波,並且還得出所有的微粒或電磁波都具有波粒二象性,粒子就是波,波就是粒子,兩者都是同一物件的兩個屬性。根據眾多智者研究光最終得出了光的三個規律:

    1.光在同種均勻介質中沿直線傳播。

    2.兩束光在傳播過程中相遇時互不干擾,仍按各自途徑繼續傳播,當兩束光會聚同一點時,在該點上的光能量是簡單相加的。

    3. 光傳播途中遇到兩種不同介質的分介面時,一部分反射,一部分折射,反射光線遵循反射定律,折射光線則遵循折射定律。

    光速有多快?

    真空中的光速是一個重要的物理常量 ,國際公認的值為 c=299792458米/秒 ,即3乘10的8次方米每秒,大約每秒30萬公里。光看這個數字我們體會不了光速有多快,打幾個比方來說,我們地球的直徑是12756公里,計算一下,那麼周長大約就是40000公里,而飛機是目前我們行駛最快的一種工具,坐飛機出國也是需要幾個小時甚至十幾個小時,而光速要圍繞整個地球轉一圈,只需要1/7秒; 還有地球到月球的距離,平均是38.4萬公里,坐上光速去旅行,僅僅需要1.28秒就可以到達月球,和嫦娥一起賞月;太陽是太陽系的中心,我們地球到太陽的距離大約為1.5億公里,如果是光速行駛的話,也才需要8分20秒我們就可以達到太陽了……

    為什麼光速不可超越?

    根據愛因斯坦的相對論,應該把空間和時間一起對待,併合稱它們為時空,他還認為時空可以被彎曲或扭曲,而且還統一了質量和能量,認為質量和能量應該放在一起,這兩個是一個物體的兩面,質量裡有能量,能量裡有質量,由此提出了質能方程。愛因斯坦根據質能方程E=mc^2 推匯出了質量效應公式,在這個公式中,對於為什麼光速不能被超越就解釋得非常清楚,這個方程式中m是物體的質量,m0則是物體的靜質量,V為物質運動的速度,C為光速,當m0≠0,則m+∞,當速度越接近於光速時,其質量也就會越大,就會需要無窮的能量來推動,因此任何靜質量不為0的物質是很難達到光速的。

    在宇宙中只有光子和膠子是靜止質量為0,理論上只有它們可以達到光速,當然這些主要是針對於物質、資訊和能量而言,總的來說如果我們生存的宇宙是有限的,整個宇宙的能量都不夠,因此光速根本不可能被超越。 根據愛因斯坦的狹義相對論,光速不可超越,但宇宙之中的有些現象卻是與光速最快的論調相悖。

    宇宙膨脹速度

    科學家們在發現宇宙不斷膨脹的現象之後,認為宇宙膨脹的速度超越了光速。在1927年,物理學家勒梅特從弗裡德曼方程中推匯出了宇宙膨脹觀點,到了1929年,天文學家哈勃的發現有力證實了這一猜測,哈勃透過分析宇宙中星系的光譜,結果發現,河外星系的光譜只有極少表現出藍移,大都表現出紅移,根據多普勒效應,大部分星系正在遠離銀河系運動,提出了哈勃定律。根據哈勃定律(Vf = Hc x D),哈勃常數Hc=67.80±0.77(km/s)/Mpc,透過簡單計算可以發現,宇宙的膨脹導致的退行速度已經超越了光速。

    量子糾纏現象

    在科幻小說《三體》中就曾出現過使用量子糾纏進行超光速通訊的劇情,而量子糾纏也是一種非常奇怪的,無處不在的物理現象,它顛覆了常理。根據量子理論,如果AB兩個粒子互為糾纏狀態,那麼即使是把這兩個粒子放在相距幾百億光年的宇宙兩端,只要A做一個動作,B就會和A做相同的動作,反之亦然,這就是量子的糾纏效應,而量子糾纏裡所體現的速度就超越了光速,也是科學界著名的超光速現象之一。人類的科技在近一百年以來發展迅速,我們的科學發展速度也一直在提高,在太空探索方面更是日新月異,我們對宇宙的認識也越來越多,但宇宙浩瀚無邊,儘管我們的科技能力一直在提高,但人類目前連太陽系都走不出去,而宇宙中也有好多神秘現象我們無法解答,雖然愛因斯坦在相對論中提出,宇宙中存在的光速是人類目前無法趕超的,但由於我們對宇宙的探索還是不夠深入,也許在未來的某一天,我們會有可能發現比光速要快的速度。

  • 4 # 開心果282484822

    量子糾纏裡所體現的速度就超越了光速,是科學界著名的超光速現象之一。

    對光子不能胡說八道

    一會說光子的質量為零,一會說光子有靜止質量和運動質量,其實光子就是微質、微電、微體的高速運動的微觀粒子,具有波粒二象性,不能前後說法自相矛盾!

    由於空間內的任何點都無法區分、辨別、識別,因此空間不能做參照物。由於沒有參照物的任何一個獨立物體,不存在運動,也不存在速度,因此運動和速度都是相對的,都必須存在參照物。具體物質存在具體速度,在單位時間上,就存在具體運動距離,也就體現了具體時間的存在,具體光子在一秒鐘運動30萬公里,這就說明具體光子具有具體時間,而不是說具體光子不存在具體時間,也不是說具體物質達到光速,具體時間就靜止了,而不存在具體時間了,畢竟光子也屬於物質。假設兩個同向的不同光子,其相對速度必然接近零,也就完全沒有光速30公里/秒的說法。

    光子具有波動性和粒子性,光子就必然有質量,必然有體積,必然有電量,而體積不可能就一定具有球形或完全對稱性,可以說光子就是在真空中傳播,也未必是絕對的直線傳播,光子也可能是曲線傳播,而空間也沒有絕對理由說明就能彎曲,簡直都是一派胡言!

  • 5 # 張知遇

    光的速度以最簡單的說法就是每秒可以繞地球七圈半,如果光速變快的話,從本質上來講已經不能算是光了,而光速也只是我們在地球上人類的科技認知所能發現的最快質量,宇宙中比光速快的質量其實有很多,像愛因斯坦所說的如果達到了光速便可以穿越過去,其實這句話我的理解是這樣的,我們如果能超越光速的話不是可以穿越過去,而是可以看見過去,就像是我們現在瞬間穿越到6500萬年前的光速之外,如果有一個超大望遠鏡,可以清晰看到地球的話,他所看到的畫面就是地球的龍時代,如果有幸的話,也可以目睹到小行星撞擊地球的那一刻,而穿越到2000年前的光速之外,如果你依舊幸運的話,也許能看到秦始皇登基的那一刻,其實換一種現代說法,我們仰望天空所抬頭看到月亮的樣子,是它一秒前的樣子,而我們所看到太陽也是它八分鐘前的樣子,如果太陽突然爆炸或消失,無論怎樣我們都只能在八分鐘後才能發現,而我們所看到的星星,需要根據它與地球的距離來計算,透過光速來傳播的話,我們此刻所看到的有的是他幾萬年前的樣子,有的甚至是幾百萬年前的樣子,也許我們現在所看到的星星有的早已不復存在,但是因為光速的傳播我們無論是用肉眼還是天文望遠鏡都無法發現,只有等到光速傳播結束後,我們才能發現它的消失,但其實他也許已經消失了幾百萬年了,當然了,光速只是我們人類所認知的最快質量,光速也不可能變得更快,因為如果他變得更快,他就不再是光速了,當然了,我說的這些也未必就一定是真的,很多東西就連科學家目前也只是猜測,一切還是得需要等待未來科技的不斷更新,才能給我們答案,如果觸及到了知識盲區,還請見諒,謝謝

  • 6 # 嘟啦啦surpries

    快慢本來就是相對的,所以時間也是相對的。假設你以光速運動,你自己的時間並沒有變慢,只是相對觀測者,你的時間變慢了。

  • 7 # 我把你灌醉li

    真空中的光速是不變的。

    但提出這個原理的時候,不涉及引力場。

    如果存在引力場,那會是什麼情況呢?畢竟光線會彎曲了。我看到有人證明,這時候,光線的速率仍然不變,為1。當然,引力場之下,光速是有方向的,而且它的方向始終在變。

    還有一種可能就是維度

    當維度增加或者降低,光的傳播方式可能會發生改變,當然這只是猜想。

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