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相对论中光速不变:相对中的绝对

1年前
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在相对论中,光也有不可思议的特性。

光在真空中永远以光速c运动,而与观察者的运动状态无关。这就是所谓的光速不变原理,这是建立狭义相对论的两个基本原理之一。

也就是说,无论在哪个惯性参考系中,不管这个参考系处于什么样的运动状态,测量出来的光速都是c。假设你在运动速度为0.9c的宇宙飞船上打开手电筒,那么你看到手电筒的光速为c,地球上的人看到手电筒的光速也为c,迎面飞来的宇宙飞船看到手电筒的光速仍为c。这看起来似乎很荒谬,但这是真的。因为不同的观察者在以不同的方式衡量时间和空间,唯有光速不变。

爱因斯坦自己曾说过,他在16岁时就想到了一个悖论:

如果我以光速伴随周围的光线运动,那么周围的光线就会在我身边静止,我将会看到一副静止不动的画面,那么我如何判断自己到底是静止不动还是在以光速运动?

正是这样的思考促使他发现了相对论,提出了光速不变原理。这个原理使人们对时间和空间的观念发生了革命性的变化,它强调了光速的绝对性,而时间和空间却具有相对性。

光为什么在宇宙中如此特殊,具有绝对速度呢?

在相对论中,运动的时钟要变慢。当物体运动速度逐渐接近光速的时候,时钟会变得越来越慢,当达到光速时,时间就停了下来。也就是说,在以光速运动时,时间是静止的。光子是以光速传播的,这意味着对于光子来说时间是没有意义的。从太阳发射出来的光子在到达地球的过程中,用地球上的时钟来测量,它用的时间大约是8 min,然而对于这个光子本身来说,根本没有花任何时间。

在光子的眼里,只有空间,没有时间,你能理解吗?

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