㈠ 為什麼光速是恆定不變的呢
光速為299792458m/s,且恆定不變。光速不變是怎麼一回事呢?
光速是宇宙系統內部運動的最快速度,任何有質量的物體都咐磨察無法超越光速,且光速相對於任何參考系而言都是恆定不變的。這是不是有些不好理解?那就讓我們從牛頓說起。在牛頓所建立的經典力學之中,任何物體的運動速度都是相對的,根據所選擇的參考系的不同,物體的運動速度自然也不一樣。
假設一輛汽車從我們的面前以每小時60公里的速度疾馳而過,那麼以站立不動的我們作為參考系,這輛汽車的衡茄速度就是每小時60公里。此時,如果我們也駕駛一輛汽車,與這輛車並排行駛,且速度一致,同為每小時60公里,那麼此時那輛車相對於我們而言就是靜止的。這就是選取的參考系不同,物體的運動速度也不同。
在「以太」被去除之後,牛頓與麥克斯韋的矛盾怎麼辦呢?
很好解決,只需要四個字,光速不變,是的,愛因斯坦大膽提出了光速不變的假設。這個假設一游雀出,一切都變得簡單了。此後,愛因斯坦又在光速不變的原理之上,建立起了狹義相對論和廣義相對論,從此,人類也正式由牛頓的時代跨入了愛因斯坦的世界,牛頓的絕對時空觀被愛因斯坦的相對時空觀所替代。
光速不變原理雖然源於假設,但這個假設如今早已通過實驗得到了驗證,比如邁克爾遜莫雷實驗。當然,我們並不是說牛頓的理論體系錯了,牛頓的理論體系可以說是宏觀低速環境下的特例,對於日常生活中的運動學和力學問題可以給出精度極高的近似值,精度甚至足以應用在航天工程上。