光速为什么是30万公里每秒?这是怎么算出来的?
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我们生活在一个物质世界 , 在描述这个世界的各种常量中 , 高度 , 质量都没有极限 , 但是速度有 , 那就是光速 。 光速所指的就是光传播的速度 , 它也是目前科学家公认的极限速度 , 也就是30万公里每秒 。 人类没有发现比光传播速度更快的物质 , 所以光速也被视为是宇宙极限速度 。
那么问题出现了 。 光速为什么是30万公里每秒 , 这个数字是怎么计算出来的呢?
第一个提出这一概念的人是爱因斯坦 。 光从本质上讲是一种电磁波 , 而在电磁场和波的物理公式中 , 可以推导出光速的具体数字 。 严格意义上讲 , 光速的计算值为299792.458公里每秒 , 这是光在真空中的传播速度 , 而在不同的介质中 , 光的传播速度也是不一样的 。 比如光在玻璃中的传播速度就只有20万公里每秒 。
计算出光速并不困难 , 但问题是以人类现在的所有认知 , 除了光之外 , 其他物体想要达到光速都是不可能的 。 现代物理学中甚至已经不再讨论光速和超光速的概念 。 在经典的力学理论中 , 光速是个另类 , 因为光速和其他速度叠加后的结果 , 依然是光速 。
按照运动惯性 , 一个物体的质量跟它运动的速度相关 , 当一个物体的速度接近光速的时候 , 它的质量将变得无穷大 。 所以科学家们认为 , 任何有质量的物体 , 都不可能达到光速 , 哪怕只有0.1克 。 这也就为人类想要研究出光速飞船的愿望直接泼了一盆冷水 。 只有质量为零的光子 , 才能够以光速进行运动 。
这或许也为人类将来的宇宙探索蒙上了一层阴影 。
因为人类现在的宇宙飞船速度非常有限 。 就算人类的科学技术突飞猛进 , 拥有了光速飞船 , 抵达距离我们最近的半人马座阿尔法星 , 依然需要4.3年时间 , 往返一次接近10年 , 这对于寿命不足百年的人类来说 , 实在是一个莫大的负担 。
【光速为什么是30万公里每秒?这是怎么算出来的?】人类想要探索更广阔的宇宙 , 拥有光速是一个重要的先决条件 , 大家认为呢?
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