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光速到底有多快呢?宇宙中有没有可以超越光速的存在?

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发表于 2019-6-12 21:02:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
1905年,爱因斯坦发表了狭义相对论,轰动了整个天下。
通过狭义相对论,爱因斯坦向导人类熟悉了另一个物理天下。他指出:时间和空间都是相对的,只有一种征象是恒定的,可以将时间和空间接洽到一起,那就是光速。


同时,爱因斯坦也告诉我们:光速是宇宙中最快的速率,没有什么可以高出光速。
现在我们知道,光速是差不多每秒30万公里。
这是个什么概念呢?
要知道,地球的直径是12756公里,周长就是差不多40000公里。我们坐飞机出国动辄几个小时以致十几个小时,而光速围绕整个地球转一圈,仅仅须要1/7秒。
地球到月球的隔断,匀称是38.4万公里。对于光来说,不外是1.225秒的事儿。
地球到太阳的隔断,约莫是1.5亿公里。按照光的速率,也仅仅须要8分20秒。
然而放眼到宇宙,光速似乎又有点不起眼。想要飞到隔断太阳迩来的恒星——比邻星,约莫须要4.24年。
如果光想要高出银河系的两头,至少须要100000年。
想要抵达仙女座大星系,光也要用掉250万年的时间才可以。
至于穿越整个宇宙,就更不要想了。
似乎光速也不足以统治整个宇宙,然而爱因斯坦的结论让我们更加绝望:宇宙中没有可以高出光速的物质。
那么,为何光速不可以被逾越呢?


根据相对论的形貌,一个移动的物体速率越大,质量也会越高。这个征象平常我们感受不到,由于速率着实太低。不外,当这个速率靠近光速的时候,就变得非常显着了。
当一个物体开始加速的时候,它移动越来越快,质量越来越大。
根据牛顿的经典力学,质量越大,想要给它加速就要提供更大的力才可以。
因此,随着一个物体的加速,推动它的力就要越来越大,才能包管它的加速。
然而标题在于,这并不是单纯地堆积能量和力就可以的,由于在靠近光速的时候,物体加速所需的力将呈多少级别剧增。
当这个物体无穷靠近光速的时候,它的质量也会变得无穷大,也须要无穷的能量才可以或许继承加速,这显然是不大概的。
而对于光来说,就不一样了。
光的本质,着实是光子。
光子是宇宙中非常特殊的一种粒子,它具有波粒二象性,也就是说,它既有波的特点,也有粒子的特点。
别的,光子尚有一个特性——它没有质量。
因此,纵然光子无穷靠近光速,但无穷大乘以0还是0,以是光子并不像现实的物体一样须要无穷的能量才能加速,它本身就可以到达光速(至于光子的质量为何是0,那就比力深了,还要把天主粒子扯进来,这里不做表明)。
现在科学家已经测定,光速299792458米/秒。留意,这个数字不是一个近似值,它背面不须要跟任何小数点。由于,在1983年的时候,科学家界说:1米的长度就是光在真空中于1/299792458秒老手进的隔断。


这里我们也留意到,光在真空中的移动速率,才是最快的。当光子处于别的环境下时,移动速率会变慢。好比在我们生存中,由于有氛围的作用,光速会略微低沉。而如果是在玻璃中传导,光速只有真空中的2/3。
光速对于我们这个宇宙来说,有着至关重要的作用,对于我们相识宇宙的本质也非常关键。因此,科学家们还将连续对光和光子做过细的研究。就像我们前几天禀享的一篇文章,光以致可以资助我们的航天器不携带任何能源就在宇宙空间穿越。
在未来,光还会让我们的生存更加奥妙,你期待吗?

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