㈠ 为什么光速是恒定不变的呢
光速为299792458m/s,且恒定不变。光速不变是怎么一回事呢?
光速是宇宙系统内部运动的最快速度,任何有质量的物体都咐磨察无法超越光速,且光速相对于任何参考系而言都是恒定不变的。这是不是有些不好理解?那就让我们从牛顿说起。在牛顿所建立的经典力学之中,任何物体的运动速度都是相对的,根据所选择的参考系的不同,物体的运动速度自然也不一样。
假设一辆汽车从我们的面前以每小时60公里的速度疾驰而过,那么以站立不动的我们作为参考系,这辆汽车的衡茄速度就是每小时60公里。此时,如果我们也驾驶一辆汽车,与这辆车并排行驶,且速度一致,同为每小时60公里,那么此时那辆车相对于我们而言就是静止的。这就是选取的参考系不同,物体的运动速度也不同。
在“以太”被去除之后,牛顿与麦克斯韦的矛盾怎么办呢?
很好解决,只需要四个字,光速不变,是的,爱因斯坦大胆提出了光速不变的假设。这个假设一游雀出,一切都变得简单了。此后,爱因斯坦又在光速不变的原理之上,建立起了狭义相对论和广义相对论,从此,人类也正式由牛顿的时代跨入了爱因斯坦的世界,牛顿的绝对时空观被爱因斯坦的相对时空观所替代。
光速不变原理虽然源于假设,但这个假设如今早已通过实验得到了验证,比如迈克尔逊莫雷实验。当然,我们并不是说牛顿的理论体系错了,牛顿的理论体系可以说是宏观低速环境下的特例,对于日常生活中的运动学和力学问题可以给出精度极高的近似值,精度甚至足以应用在航天工程上。