您现在的位置: 首页 > 网站导航收录 > 百科知识百科知识
为什么要用光速为速度衡量界限呢。谁第一个说的,又是谁给他的暗示?
光速,速度,测量为什么要用光速为速度衡量界限呢。谁第一个说的,又是谁给他的暗示?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
为什么要用光速为速度衡量界限呢。谁第一个说的,又是谁给他的暗示?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
以目前的宇宙学理论,我们的宇宙直径大约为920亿光年,这就显得我们用光年衡量宇宙有点吃力,因为光年在宇宙尺度下显得极其微小。
我们之所以用光速衡量宇宙,并不是由于光速是最快的速度现象,而是因为光速是最快的信息传递的速度。不管是遥远星系的光芒还是引力波都是以光速传递到外界的。
比光速更快的速度还有量子纠缠,但是量子纠缠速度具体是多少,我们尚且无从知晓。我们只能知道量子纠缠的速度底线是光速的四个数量级,也就是光速的一万倍。
我们之所以不用量子纠缠作为衡量宇宙的标准,在于我们还无法量化其数值。
我们常说光速是宇宙的最快速度,这并不严谨。而是应该说:光速是物质运动以及能量和信息传递的最快速度。
光速不变没有原因,而是自然事实。科学理论是基于自然现象归纳而来的,而并不能解释自然现象为何如此!
为什么光速是最快的信息和能量的传递速度?
在相对论中,我们知道速度越快的物体其质量越大。
那么就可以得出一个结论:质量越小的物体越容易被加速。也就是,被相等力推动下的物体,质量越小,其加速度越大。
那么一个物体能被加速到的速度极限就是这个物体质量无穷小。我们可以将这种无限小等价于质量为0
而光子恰好没有静止质量,也就是说光子的静止质量为0,而静止质量为零的光子被激发出来后就是以光速前进。
所以无质量的物体的速度极限就是光速。
那么有静止质量的物体速度极限就不可能达到光速了。
而光子就是物质,光子虽然没有静止质量,但是有运动质量(相对论质量)。正是由于光子是物质才可以传递信息和能量。
因为信息和能量的传递必需物质的参与。
量子纠缠之所以无法传递能量和信息在于它们之间的这种超距作用没有中介粒子。
所有的信息无非就是物体的不同形态的体现而已。比如声音只是物质的机械振动,颜色只是电磁波的频率不同。
而能量和物质不分家,有能量就有物质,有物质必有能量,因为质能方程告诉我们它们之间可以相互转化。
题主可能要问:找一个比光速还快的速度来衡量自然是不是更合适?
我给出的答案是:自然界的确存在比光速还快的现象,但是却没有比光速更合适的衡量标准。
宇宙暴胀时期的膨胀速度大于光速,但是那种速度很模糊,无法具体量化。量子纠缠的速度也无法具体量化。
即便量化成功,它们都很有可能不是常数。
而光速不同,它是常数。光速问题也是现代物理学开端的鼻祖。
不管是基于自然界还是人类情感,光速是独一无二量化宇宙的天选之子。
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答:光速并不是速度衡量的界限,光速是测量长度的标尺,但真空光速是常数,有质量物体的运动速度无法达到光速。
人类认识和测量光速的过程
在伽利略的那个年代,伽利略就意识到,光速并不是无穷大的,他曾经尝试着去测量光速。但是由于当年的技术条件限制,他什么结果也没得到。
1850年,法国物理学家付科改进了菲索的方法,他用一个透镜、一个旋转的平面镜和一个凹面镜。平行光通过旋转的平面镜汇聚到凹面镜的圆心上,同样用平面镜的转速可以求出时间。他测量得到的光速是298000千米/秒。随着时代进步,测量技术不断提高,后来发展出迈克尔逊旋转镜和干涉仪测法,现代对光速的测量还发展出遮断法,其中最好的是克尔盒法。
1941年,安德逊改进了克尔法,其基线L的长度只有3米,他测量得到的结果为299776±6千米每秒。19951年贝斯特兰再次改进这个装置,他得到的结果为299793.1±0.3千米每秒。随着激光器的问世,把光速测量推向了一个新阶段。1970年,美国国家标准局率先使用激光测定光速,将光速测量精度提高了100倍。
现代真空中光速的最可靠指是299792.485±0.001千米每秒。根据电磁理论,计算得到的光速为299792.50千米每秒。可以说除了早期测量,现代测量方法都是很接近这个理论值的。
光速极限
光速实验在物理学发展史上非常重要,这不光是因为测量光速需要精确的实验手段,对光学的发展起到了推动作用。
爱因斯坦在光速不变的基础上提出了狭义相对论,并且在随后的论文中提出了著名的质能公式。狭义相对论指出,有质量的物体的运动速度不能超过光速。这就是光速极限的由来。
总结一下
人类在不断认识光的本质、对光速进行测量的过程中,提升了科学技术水平。在确认了光速是个常数之后,经过爱因斯坦的努力最终诞生了相对论,把人类对于自然和宇宙的认识提升了一大步。
爱科学的各位小伙伴们,欢迎您关注我的账号,我将持续为大家提供高质量的科普文章。感谢您的点赞、评论和转发。
回答于 2019-09-11 08:43:50
您的这个问题,就好比为啥1加1等于2,而这个2为啥被命名为2,却不是3。
上一篇:怎么样才能认识自己?
下一篇:返回列表
相关链接 |
||
网友回复(共有 0 条回复) |