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每秒30萬公里,不可被超越的真空光速,是怎么計(jì)算出來的?

發(fā)布時(shí)間:2025-10-26閱讀(2)

古代大多數(shù)人的出行方式靠步行,富貴人家有馬車可乘,但即便如此,要從現(xiàn)今的廣東到杭州,仍然需要半年時(shí)間左右。

工業(yè)革命之后內(nèi)燃機(jī)促進(jìn)了汽車的誕生,讓人類的速度得到了質(zhì)的飛躍,如今飛機(jī)和高鐵的速度,又在不斷地刷新人們的認(rèn)知。

在地球上,我們的速度似乎已經(jīng)足夠快了。

但和光速比起來,我們的速度似乎又和蝸牛一樣慢,要飛出太陽系,到達(dá)更廣闊的星際空間,人類的速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

,光速應(yīng)該是無限快的才對(duì),因?yàn)楫?dāng)時(shí)根本沒有人或者儀器能檢測(cè)到光速的遲滯性,畢竟對(duì)于每秒30萬公里的光子們來說,赤道周長(zhǎng)僅4萬公里的地球?qū)嵲谑且粋€(gè)很小的地方。

伽利略是有史以來第一個(gè)試圖測(cè)量光速的人,他和助手站在兩個(gè)距離較遠(yuǎn)的山頭上,各自提了一盞燈,伽利略首先遮住燈,助手看見他遮燈后,也會(huì)遮住自己的燈。這樣一來伽利略就可以測(cè)量自己遮住燈到助手遮住燈相差的時(shí)間。

但對(duì)于每秒30萬公里的光速來說,在地球上兩個(gè)小山包之間跑個(gè)來回就是瞬間的事,根本不是伽利略的肉眼凡胎能捕捉和感應(yīng)到的,一直到19世紀(jì)阿曼德·斐索發(fā)明了旋轉(zhuǎn)齒輪法后,光速才有了被準(zhǔn)確測(cè)定的可能。

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所謂旋轉(zhuǎn)齒輪法,就是由一個(gè)半透鏡和一個(gè)可控制的旋轉(zhuǎn)齒輪組成,通過將光源透過齒輪折射出去,自己則在半透鏡后觀察。

如果齒輪是靜止的,射出去的光到達(dá)反射鏡后就會(huì)通過相同的齒縫原路返回,齒輪動(dòng)起來并達(dá)到一定的速度后,光其實(shí)是在倒退的。

目前已經(jīng)證明:距離地球越遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離地球速度越快,因?yàn)橄鄬?duì)論只約束了靜止質(zhì)量不為0的物體無法超光速,宇宙空間本身的超光速并不在相對(duì)論的范圍之內(nèi),因此被宇宙超光速膨脹裹挾著的星系們的超光速,也并不違規(guī)。

我們目前說的可觀測(cè)宇宙,只是光到達(dá)了的宇宙,宇宙的范圍可能已經(jīng)大大地超出了我們的認(rèn)知,假如我們從宇宙的一端發(fā)射一束光線,這束光線將永遠(yuǎn)不會(huì)到達(dá)宇宙的另一端,因?yàn)楣庥肋h(yuǎn)追不上空間膨脹的速度。

以宇宙的尺度來看,光速還是很慢

但站在人類的實(shí)際需求來看,光速已經(jīng)很快了,如果未來需要星際移民,達(dá)到光速是基本的條件之一,超光速以目前的理論來看很不現(xiàn)實(shí),但也許可以通過其他的道路繞過光速。

比如曲速引擎技術(shù),它可以利用空間的膨脹和收縮,大大縮短行進(jìn)距離,以扭曲空間的方式完成短時(shí)間內(nèi)的快速移動(dòng),雖然曲速引擎現(xiàn)階段仍建立在理論之上,但隨著技術(shù)的不斷突破,超越光速進(jìn)行星際旅行,總有一天會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

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