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宇宙中是什么限制了光速？
光速,常数,真空宇宙中是什么限制了光速？
发布时间：2016-12-08加入收藏来源：互联网点击：
闵可夫斯基时空
闵可夫斯基时空不知道任何有物理意义的绝对时间。阿尔伯特·爱因斯坦的革命性思想是给同时性的概念一个新的定义。特别是，因为所有确定相对于某个绝对时空框架的运动的实验测试都失败了，他决定完全放弃绝对时间的概念。在著名的相对论中，他假设了适用于所有物理学的两个原则: 1)所有物理定律在所有参考系中都是根据相同的定律出现的。 2)在所有参考坐标系中，光速都是恒定的。 现在，虽然第一个假设似乎是通过观察和实验很好地建立起来的，但第二个只是一个假设。这意味着，与伽利略时空相反，同时性不是一种绝对的物理性质，而是一种相对性质，取决于观察者的运动(即。参考框架)。然而，必须强调的是，虽然物理绝对时间(或者说，一个优选的参照系)的存在不能通过实验来确定，但是狭义相对论也不能否定它。 现在，相对论如何允许比较两个事件在遥远位置的相对时间？如何同步空间分离的时钟？阿尔伯特·爱因斯坦给出的定义，完全等同于他的第二个假设，如下: 在某个参考坐标系中选择两个时钟(让我们标记为1和2)r。为了使它们同步，在位置2放置一面镜子，然后在时空点从时钟1发出光信号A。光信号在时空点到达时钟2B，它以相反的方向反射，并在时空点到达时钟1C(参见下面的时空图)。因为光速是根据定义常数，光信号在两个方向上传播相同的距离t(B)反射的角度正好等于t(P)，与此同时A和C。或者，更正式地说，t(B)= t(P)= t(A)+t(C))/2。 根据全球时间的定义，一个特定参考帧中的同时事件不需要在另一个帧中同时发生。这可以通过在帧中遵循相同的过程来检查r '所有的时钟都以相对速度移动v相对于前一参考系r。
光信号时钟同步 现在，因为绝对时间和牛顿参照系已经在狭义相对论中消失了，所以所有参照系都是完全等价的。这意味着时空中两个超光速分离的事件可以通过选择一个特定的参照系立即发生。因此，现在在时空图中不再是一条简单的线，而是等于整个“快于光”过程的区域。此外，由于没有绝对的参照系来分隔超光速的过去和未来，闵可夫斯基时空中的超光速运动意味着时间旅行的可能性。因此，因为这导致了众所周知的时间旅行的严重逻辑悖论，狭义相对论排除了超光速推理的。
闵可夫斯基时空
光速是否是一个真正的物理极限的问题还没有明确的答案。这取决于时空连续体的真实结构，目前还不知道。如果绝对时间(和一个优选的参考框架)存在，那么超光速速度——甚至超光速旅行——是可能的，至少在原则上是可能的。虽然狭义相对论反对绝对时间和超光速现象，但它不是通过证明，而是通过假设。如果超光速信号在未来被发现，那么绝对时间的概念肯定会被重新引入物理学。 是否有迹象表明绝对时间和超光速过程存在？作者的意见是“是”！
回答于 2019-09-11 08:43:50
导读：是什么限制了光的速度，你思考过吗？看看大家怎么思考的
1、这个问题不够大胆，应该问，为什么光速不是无限快？
因为无论光速是30万还是35万，都还是可以继续问，为啥不是40万公里云云。此外，还有一个注意事项，公里有多长也只是一个人为规定，如果换一种规定，光速的数字可能更大也可能更小，比如在欧美国家常用的英制单位，英里。1英里=1.6公里左右，如果用英里来表示光速那就连30万都没有了，大概只有 186,282英里/秒。
所以，核心问题不是光速有多快，而是为什么它不是无限快?
在地球上，我们觉得光速近乎是无限快的，但在浩瀚的宇宙中，光速就像乌龟爬一样缓慢，就拿最近最火爆的人类首张黑洞照片来说，这张照片拍摄的是远离地球或者太阳系大约5500万光年外的一个超巨型黑洞（65亿太阳质量），它位于M87星系的中心，5500万光年是啥意思，意思是我们看到的其实是这个黑洞5500万年前的样子！
图示：严格地说我们看不到黑洞，我们看到的是聚集在这个黑洞周围旋转的气体，它们围绕黑洞快速旋转，在摩擦中产生出大量电磁波。
光速在宇宙尺度下到底有多慢呢？
有天文学家用了这样一个类比，假设把可观察宇宙(960亿光年）缩小到地球那么大，那么穿越整个银河系，也就大致相当于沿着街区走过三间房子的距离去探望你的邻居。然而，光竟然要走10万年时间才能完成这趟探望之旅！因为银河系的长度大约为10万光年，所以需要走10万年。
现在我们转向更紧迫和困难的问题：为什么光速这么慢？
答案是，我们不知道为什么它这么慢，至少到目前为止，我们不知道答案。但是，理论物理学家Gennaro Tedesco 提供了一个有趣的想法：虽然，我们生存的宇宙中，光速以现在这样的速度传播，看起来并没有任何道理或者限制着它不能更快，但目前为止它就只有这么快。
但让我们假设一下，如果光速提高1000倍会如何？
通过计算机模拟发现，这将意味着我们的电子产品的运行速度会因此更快，但同时也意味着我们的太阳将以比现在快得多的速度燃烧，快多少呢？快一百万倍，这意味着，地球会被烤焦，而太阳的寿命也将因此大幅度缩短。简单地说，目前的太阳系是非常不适合生命诞生的地方。
图示：质量，能量和光速，通过爱因斯坦著名的质能方程关联在一起，所以光速的变化会带来宇宙的动荡。
这项研究顺便回答了我上面的那个假设，如果光速无限快会怎么样？
那么整个宇宙都将因此崩溃无法成行，没有恒星没有行星，没有我们所熟悉的宇宙。
至于光速提高1000倍后，什么样的太阳系才适合诞生生命呢？
我们现在也不是非常清楚这件事，很可能将不存在能够诞生生命的太阳系。这大概就是为什么我们生存在光速为大约30万公里每秒的宇宙中的原因。聪明的您可能看出来了，我在用人择原理解释这个问题，换句话说，如果光速发生巨变，那么我所熟悉的宇宙和生命可能也就消失不见，也就不会有人来问，为啥光速是30万而不是35万这样的问题了。：）
当然，这样的回答有点像耍无赖，并且隐约指向上帝创世，因此有人提出了多重宇宙假说，在不同的宇宙中自然常数也不同，这其中自然也包括光速，可惜我们无法知道， 在一个光速巨慢或者巨快的宇宙，究竟是啥样子，毕竟我们现在的超级计算机模拟乃至我们对宇宙本身的了解还不够多不够深入彻底。
2、真空中的光速是一个常数，大约是每秒30万公里，精准值是299792458...米每秒。这个值可以从麦克斯韦方程组中直接求出来，取决于真空磁导率和真空电容率。
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