光速不变是实验证实的,但光速为什么不变呢?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-24
为什么光速不变?

光速不变是实验得出的结果,虽然这违背人的直觉,但它是自然界逻辑简单性原则的一种结果。我们可以在实验结果的基础上反过来解释光速不变。
我们先了解一下相对论里为什么“速度越快时间越慢”。下面一步一步来进行解释:
能量是什么?能量是一个间接观察的物理量,被视为某一个物理系统对其他的物理系统做功的能力。功被定义为力在物体沿力的方向发生位移的空间积累效应,并且等于力与在力的方向上通过的位移的乘积。
在地球上你将1千克的物体举高2米和将2千克的物体举高1米所做的功是一样的。势能变化△E=Fs
本文中各个字母所代表的含义:E—能量 F—力 s—距离 m—质量 a-加速度 v—速度 t—时间 c—光速
能量的一个表达式是力和位移的乘积,力是质量和加速度的乘积,加速度又是速度变化量和时间的比值,而速度又是位移和时间的比值。F=ma a=△v/t v=s/t
假设一开始绝对能量和绝对速度为零,现在速度为v,则(主要用于概念上的理解):
E=(ms/t^2)s=m(s/t)^2
宇宙中光的速度保持不变(我们先假设光速不变这一实验结果是正确的),任何物体相对于光都在做光速运动。
人们习惯站在自身的角度来评判其它事物的速度,当你不再将光速看成是一种速度时,你也就不难理解为什么E=mc^2(质能关系式)。(前面提到E=m(s/t)^2)
s=vt,当速度不变(保持光速),距离变长,时间的数又是相同时,就会导致时间膨胀(时间变慢)。
另一方面,物体的质量引起空间弯曲,使得周围物体产生加速度现象,表现出时间膨胀(时间变慢)。
在运动中,速度越快时间越慢;在引力场中时间越慢速度越快。这也许就像程度心理学中的程度和逻辑相互结合互相关联那样,运动和时间(时间是逻辑的量子化)不能分开表述,它们是相互结合互相关联的。
下面我们来理解空间、时间和物质的关系:
空间和时间是物质运动的存在形式,没有无物质的空间和时间,也没有无空间和时间的物质。
速度和时间是相互结合互相关联的。速度不变,时间变慢,体现物质的空间性。时间不变,速度变快,体现物质的时间性。光速不变体现了物质的空间性,引力现象体现了物质的时间性。就像粒子的波粒二象性那样,通过不同的观察方式,你会发现物质有时体现波动性,有时体现粒子性。
我们分别从物质的各个方面来观察。“速度不变,时间变慢,体现物质的空间性”,但如果时间慢到静止,也就没必要谈速度。“时间不变,速度变快,体现物质的时间性”,当速度达到瞬移时,是否同样无需谈时间。这些与程度和逻辑的相互结合相矛盾。
宇宙中程度和逻辑是相互结合互相关联的,因为这更加符合自然界的逻辑简单性原则。无论从量子力学中粒子的波粒二象性(粒子的速度和最终位置的结合),还是波粒二象性导致世界量子化(既需要有程度又需要有逻辑),又或者是广义相对论中质量和空间度规的结合,似乎都符合程度和逻辑相互结合这一规律。
程度和逻辑的结合导致了宇宙中时间无法静止(我仿佛听到了心碎的声音),物质无法瞬移。
也许你会有疑问,为什么光速不变现象和引力现象看到的都是速度变快呢。那是由于人自身作为时间性(粒子性)的存在来观察周围事物,看到的结果都是时间不变,速度变快。(无论是运动速度还是衰老速度,都是间接的去观察时间变化)。同时不难发现,引力现象是物质时间性的产物。
或许你对“光速不变体现了物质的空间性”依然不太理解,不妨再来看一下:宇宙中程度和逻辑是相互结合互相关联的,粒子的波粒二象性导致了世界量子化(既需要有程度又需要有逻辑),光速不变代表了微观粒子的大小在任何时刻都是不变的,因而光速不变是有利于宇宙和平的(啊,错了,是有利于宇宙稳定)。
最后,那么是如何实现在运动中速度不变距离变长(光速不变)这一直觉矛盾的?
宇宙中程度和逻辑是相互结合互相关联的。1.速度和时间是相互结合互相关联的,它们不能分开表述。2.同样的,空间和时间是物质运动的存在形式,没有无物质的空间和时间,也没有无空间和时间的物质。3.对于物质来说,光速不变是通过“速度不变,时间变慢”这一面来实现的。之所以认为光速不变违背人的直觉,是由于我们习惯性认为时空是平坦的,而实际上“同时”是相对的。
纯粹速度和速度的对比(不牵扯到粒子性),就出现了速度不变(光速不变);纯粹粒子和粒子的对比(时间性的对比),就出现了引力现象(空间度规的变化)。这样解释可能不容易被接受,我们还可以换另外一种描述方式:
1.自然规律的内在往往是简单的,复杂的自然现象背后蕴含着的却是简单的规则。人们脑海中在刻录所理解的自然现象时会不自觉的设定一些限制条件。
2.去掉参考系(逻辑化)这个限制条件,只是进行程度化描述,就是光速不变(相对任何参考系速度不变,而不是绝对速度不变)。
3.(一切物理定律必须与坐标系的选择无关,相对论本身也是研究时空下的不变性。)
去掉(程度化)这个限制条件,将它归化到(逻辑化)描述上,就是万有引力。
光速不变是自然界逻辑简单性原则的一种结果。


因为不论以何者为参照系,光速都是保持稳定不变的,同时,它也是宇宙中的“上限速度”,这是爱因斯坦相对论体系的基石!我们都知道,物理学界最“天翻地覆”的一次革新,必然是爱因斯坦带来的!

在这位充满睿智的一代大牛横空出世之前,物理学界还以为经典力学已经建成了物理的“高楼大厦”,完美无缺;结果爱因斯坦的“相对论”,如同晴空霹雳一样,让整个学术界推到重来了一次!

爱因斯坦有一个著名的论断,就是“光速不变”!同时,这也是“狭义相对论”生效的第一要义!但是,这条金科玉律,却屡屡遭到一些民众的怀疑!因为,按照常理来解释的话,任何速度,都应该是相对的;

没错,牛顿的“绝对时空观”里,就是这么理解速度的变化的!但是,爱因斯坦却用实证,告诉了我们“光速”不仅不可逾越,而且永远保持在三十万公里每秒的速度上,无有时歇!

光速为什么不变?最早当然是来源于实证!科学界用所有的参照系对光速进行比较,最后都发现它是不变的!从宏观角度上来说,光速不变,也决定了我们宇宙运行的铁律;因为,人类所处的世界,是三维结构的;

时间,空间,引力三者互相影响,互相包容,形成了一个稳定的“三角关系”,而光速,就是维系他们整体性的纽带!在爱因斯坦理论中,速度的改变,会引起“洛伦兹效应”;

最终会导致时空的互相转换,因此,光速必须要成为一条“金科玉律”,才能让宇宙继续进行下去!假如有一天,我们发现光速终于改变了;

那么,人类应该已经进入“四维世界”了!



相对论阐述了真空光速是一种时空束缚态,光速为定值是时空使然。也就是时空告诉物质如何运动,这种运动就包含了以多大速度运动,是时空本质决定光速不变。

光速不变,是在狭义相对论中,在真空环境下,光速对任何观察者来说都是不变的。至于光速为什么不变,可能是因为影响光速的条件没有改变吧。

没有为什么,光速不变是相对论的一个公设,还没有证明。你可能听说过迈克逊莫雷干涉实验,说它证明了光速不变,但其实它只能证明以态不存在

很简单,因为整个动态宇宙就是各种光波交织在一起,就像一张永动的网,基础粒子跟随光波,从一个物质体到另一物质体,永不停歇。光力是宇宙源力,光波是物质结构。如果物质体内容粒子运动速度超出结构粒子运动速度,物质体结构消失,物质体将解体重构,这就是光速为何不变。

  • 光速不变是实验证实的,但光速为什么不变呢?
    答:光速为什么不变?最早当然是来源于实证!科学界用所有的参照系对光速进行比较,最后都发现它是不变的!从宏观角度上来说,光速不变,也决定了我们宇宙运行的铁律;因为,人类所处的世界,是三维结构的;时间,空间,引力三者互相影响,互相包容,形成了一个稳定的“三角关系”,而光速,就是维...
  • 光速为什么是不变的的
    答:光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的,并为迈克尔逊—莫雷实验所证实。光速不变原理是爱因斯坦创立狭义相对论的基本出发点之一。 在广义相对论中,由于所谓惯性参照系不再存在,爱因斯坦引入了广义相对性原理,即物理定律的形式在一切参考系都是不变的。这也使得光速不变原理可以应用到所有参考系...
  • 光速不变原理究竟是不是牛顿提出的,光速为什么不变?
    答:光速不变原理:光在真空中的速度c是一个常数,与光源的运动状态无关。前者说的是一切物理定律(除引力外)在洛仑兹变换下保持形式不变,不同的时间内进行的实验得出的物理定律是一致的。后者字面意思理解起来就更简单:即无论你怎么折腾,光速始终是一个常数,即:299792458米/秒。当然爱因斯坦将其放在...
  • 光速真的不会变吗?
    答:那么这怎么能推导出光速是不变的呢?光的本质是电磁波,不像是其他的波,比如声波,机械波需要通过介质传播,声波需要通过空气传播,到了真空中就不能传播了。而光,在真空中也同样可以传播,就好像是不需要任何介质,但其实我们就可以把空间看作光的传播介质。回到我们之前所说的宇宙1,在宇宙1里,有...
  • 光速是恒定的吗?光速不变的本质是什么?
    答:因此,无论观察者的运动状态,他们测量光速相对于保持不变c。换句话说,光的速度加上任何大小的速度可以无论是大还是小于光速,但仍然等于光速。光速恒定是由迈克尔逊-莫雷的光干涉实验首次证实的。最初,物理学家迈克尔逊和莫雷想通过实验来测量两束不同方向的光之间的速度差。他们将一束光对准地球自转的方向...
  • 光速到底为什么不变?
    答:1、所谓“光速不变”,它是指对于任何参考系而言,真空中的光速是不变的。2、这种说法的起因是,牛顿时代的速度叠加原理告诉我们:假设一辆火车速度为V1,车上人走的速度为V2,那么人相对地面的速度就是V=V1+V2。于是有人提出,在飞行的火箭上射出一束光,那么这束光的速度就能超越光速了。3、但是...
  • 为什么光速是恒定不变的呢?
    答:光速不变指的是光不会因为参考系的变化而发生速度的变化。还是刚才的那个例子,时间换到晚上,打开车灯,当我们驾车与另一辆汽车同向同速行驶的时候,那辆车的车灯所发出的光相对于我们而言是299792458m/s,如果我们不驾车,站立不动,那辆车从我们面前疾驰而过,此时那辆车车灯所发出的光相对于站立不...
  • 光速为什么不变 探究光速恒定的原因和意义?
    答:一、光速恒定的原因 最后,光速恒定还为我们提供了一种探索宇宙的方式。由于光速是一个极限速度,我们只能通过观察光来了解宇宙中的物质和能量。例如,我们可以通过观察星光来了解星系的结构和演化历史;通过观察宇宙微波背景辐射来了解宇宙的起源和演化。最后,光速恒定还为我们提供了一种探索宇宙的方式。由于...
  • 光速并不是固定不变的,为什么速度会有差异?
    答:光速最快的原因是光没有质量。因为准确地说,没有静止质量。我知道运动的物体都有质量,但不是所有静止的物体都有质量。光子是例外。它只有运动质量,没有静止质量。除光子外,所有物质都有静止质量。为什么有静止质量就不能超越光速?因为我们没有足够的能源供应它们,或者宇宙没有足够的能源供应它们。为...
  • 光速是恒定的,为什么它可以恒定一直不变?
    答:我们如今能够拥有这些高科技还有信息化时代其实也是要感谢以前的科学家对于世界的无线探索,比如著名的物理科学家爱因斯坦发表的“相对论”给我们解释了光速的问题,人们会问光速是恒定的,为什么它可以恒定一直不变?其实就是因为光速是一个宇宙的恒定设置,所以是不会改变的。