每秒30万公里,不可被超越的真空光速,是怎么计算出来的?
古代大多数人的出行方式靠步行,富贵人家有马车可乘,但即便如此,要从现今的广东到杭州,仍然需要半年时间左右。 工业革命之后内燃机促进了汽车的诞生,让人类的速度得到了质的飞跃,如今飞机和高铁的速度,又在不断地刷新人们的认知。 在地球上,我们的速度似乎已经足够快了。但和光速比起来,我们的速度似乎又和蜗牛一样慢,要飞出太阳系,到达更广阔的星际空间,人类的速度是远远不够的。 ,光速应该是无限快的才对,因为当时根本没有人或者仪器能检测到光速的迟滞性,毕竟对于每秒30万公里的光子们来说,赤道周长仅4万公里的地球实在是一个很小的地方。 伽利略是有史以来第一个试图测量光速的人,他和助手站在两个距离较远的山头上,各自提了一盏灯,伽利略首先遮住灯,助手看见他遮灯后,也会遮住自己的灯。这样一来伽利略就可以测量自己遮住灯到助手遮住灯相差的时间。 但对于每秒30万公里的光速来说,在地球上两个小山包之间跑个来回就是瞬间的事,根本不是伽利略的肉眼凡胎能捕捉和感应到的,一直到19世纪阿曼德·斐索发明了旋转齿轮法后,光速才有了被准确测定的可能。 所谓旋转齿轮法,就是由一个半透镜和一个可控制的旋转齿轮组成,通过将光源透过齿轮折射出去,自己则在半透镜后观察。 如果齿轮是静止的,射出去的光到达反射镜后就会通过相同的齿缝原路返回,齿轮动起来并达到一定的速度后,光其实是在倒退的。 目前已经证明:距离地球越远的星系远离地球速度越快,因为相对论只约束了静止质量不为0的物体无法超光速,宇宙空间本身的超光速并不在相对论的范围之内,因此被宇宙超光速膨胀裹挟着的星系们的超光速,也并不违规。 我们目前说的可观测宇宙,只是光到达了的宇宙,宇宙的范围可能已经大大地超出了我们的认知,假如我们从宇宙的一端发射一束光线,这束光线将永远不会到达宇宙的另一端,因为光永远追不上空间膨胀的速度。 以宇宙的尺度来看,光速还是很慢但站在人类的实际需求来看,光速已经很快了,如果未来需要星际移民,达到光速是基本的条件之一,超光速以目前的理论来看很不现实,但也许可以通过其他的道路绕过光速。 比如曲速引擎技术,它可以利用空间的膨胀和收缩,大大缩短行进距离,以扭曲空间的方式完成短时间内的快速移动,虽然曲速引擎现阶段仍建立在理论之上,但随着技术的不断突破,超越光速进行星际旅行,总有一天会成为现实。 (www.ws46.com) |