每秒约30万公里的速度,让所有物体都望尘莫及,光速就是宇宙的速度天花板。咋就能跑这么快?它也压根不用加油、不用借力啊。这些问题你是不是也都悄悄想过,今天就用最实在的话把答案说透。
要动就得有推力,这是我们平时见的东西的共性。扔出去的石头,还有靠发动机的车子、靠脚蹬地的人,最初也都得靠手给的力量。光子打从产生的瞬间,速度就直接拉满到每秒约30万公里,没有从零加速的过程,光和我们平时见的东西完全不一样。

不用克服惯性带来的阻力,本身的电磁属性又注定了只能以这个速度前进,核心原因是光子的静止质量为零。核心区别就在静止质量这个点上,很多人会把光的传播和物体运动混为一谈。我们生活里没有任何东西能做到零静止质量,所以永远达不到光速,这是宇宙本身的规则限制,再强大的动力也没法突破这个界限。
光本质上是一种电磁波,这个光的关键秘密由19世纪的麦克斯韦解开。我们说的光速,是变化的电场自然催生变化的磁场、变化的磁场又引发新的变化电场后,这两种场相互配合、循环往复往前传播的真空速度。和光源没关系,这个速度只关联真空本身的物理性质。

在真空中跑起来都是同一个速度的,既有你手里的手电筒发出的光,也有几十亿光年外遥远星系发出的光。哪怕光源本身在高速运动,它发出的光也不会因此变快或变慢。我想,要是宇宙里没有这个固定的光速标准,我们看到的星空恐怕会是一团乱麻。今天看到的星光可能是昨天刚发出来的,明天看到的来自百亿年前,时间线全乱了,天文学研究无从谈起,日常的时间感知都可能被颠覆。
光跑了那么远的距离,会不会像跑步的人一样越跑越慢?这是很多人会担心的问题。这个顾虑完全没必要有。光在真空中不管跑多久、多远,速度都不会有丝毫减弱。这已经被无数天文观测数据证实,经过130亿光年漫长旅程来到地球的星光,依然保持着每秒约30万公里的速度。

光在水或者玻璃这类介质里会变慢,但那只是换了传播环境后的瞬间变化,和传播距离没有关系,一旦重新进入真空,马上就会恢复原本的速度。我觉得光速的恒定是宇宙给我们的福利,正因为它不变,我们才能通过测量星光的传播时间来计算星系的距离,才能精准预测天体的运动轨迹,手机里的GPS导航也得靠光速不变的原理来校准时间,不然导航会偏差好几米,给出行带来大麻烦。
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