为何光速是周边每秒30万公里,并不是其余数值?

好吧,看来这一切的基础都在于真空磁导率和电导率。这两个值是我们所在宇宙的两个常量,或者说是被设置好的值。那么会不会有个平行宇宙有不同的设定呢?或者说有某个宇宙光速是我们的2倍?

无论是真空介电常数,还是真空磁导率,它们都是恒定的常数,都与真空的属性有关,它们决定了真空中的光速大小。在我们的宇宙中,真空的属性使得真空光速约为30万公里/秒,而不是其他数值,也不是无限快。

目前有两个主流的观点,第一个观点是人择原理。世界上有很多宇宙,他们具有各种各样的参数,只有我们这个宇宙碰巧采用了如此精准的参数设定,于是我们的宇宙孕育出了智慧生命,然后就是这些智慧生命开始闲来无聊研究自身所处的宇宙。而其他的宇宙由于参数不对,空洞荒芜,自然不会有智慧生命产生,也就不会有人去观察研究他。

在人类建立的体系下,光在真空中的传播速度将近每秒30万公里。至于为什么光速是这个数值,而不是诸如每秒35万公里或者每秒15万公里,其原因与我们所生活的宇宙属性有关。

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上式中,ε0表示真空介电常数,μ0表示真空磁导率。

然而谭老师要告诉你的是,光是非常特殊的东西,不论多快你都无法超越光,你也不可能达到和光一样的速度伸手出去抓一束静止的光在手心。

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现在我们有请下一位来宾闪亮登场!爱因斯坦在总结了前人的理论和实验结果,最终做出了一个大胆的假设,光速c不是相对于某种介质的速度,而是相对于观察者的速度!举例来说,两个人他们分别以不同的速度运行,他们都在做测量真空中u0和E0的实验,最后他们得出c的结果是完全一致的。

根据麦克斯韦的电磁场方程组可以推导出如下的真空光速公式:

下面我们有请今日的明星–麦克斯韦先生闪亮登场!麦克斯韦一生对人类最大的贡献就是麦克斯韦方程组,具体推导过程非专业人士是看不懂滴。在这里要给咱的母校电子科大做个广告,电子科大是教麦克斯韦方程组的!别的学校基本没有,我说的是非物理专业哦。

美高梅官方网站 ,从上述光速公式中还可以看到,真空光速的大小不会随着参照系的变化而发生改变。无论观测者所处参照系具有怎样的运动方式,他所测出的光速都是保持恒定的,这是光速不变原理的理论依据。光速绝对不变,时空随着参照系发生相对变化,爱因斯坦的狭义相对论改变了我们对宇宙的认识。

那么,什么是“光速不变”呢?很多人理解为:光速是一切物质运动的最高速度,这个速度永远是每秒30万公里(为了读起来方便,取了个近似值)。然而“光速不变”远没有这么简单,下面谭老师将给大家揭示“光速不变”鲜为人知的一面。

由于不同介质中的介电常数和磁导率是不一样的,所以光在不同介质中的传播速度是不同的。在真空中,光的传播速度最快,目前已被定义为精确的数值:299792458米/秒。

要回答以上问题,我们需要跳出物理学范畴,进入哲学范畴。因为这些观点大家分歧就比较大了,所以下面谭老师仅陈述一下自己的观点。

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那么在真空中是什么情况呢?经测量,真空中磁导率和电导率并不为0,我们把他们分别叫做u0和E0,这两个值带入上面的公式可以算出一个电磁波在真空中的传播速度,我们把它叫做c,没错,就是大名鼎鼎的光速c!

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首先谭老师认为我们的宇宙并不是唯一的,各种各样的平行宇宙随时都在产生和消亡,他们会具有不同的初始设定参数,也就是不同的真空磁导率和电导率,这直接导致了这些宇宙都具有不同的光速c。

宇宙中的常数都有各自的数值,这是我们宇宙的属性,宇宙正是基于这些常数而存在的。如果宇宙常数不是这样,我们现在所知的宇宙可能就不会存在。但在理论上,或许会有平行宇宙存在,它们的各种常数与我们的宇宙不一样,甚至物理学定律也是不同的。

以上公式看起来好简单,就三个字母。但估计大家除了v是表示速度以外,其他两个应该不知道是啥意思。下面解释一下,公式中u(输入法限制,凑合一下了)是介质的磁导率,E是介质的电导率。比如说水,我们可以测出水的磁导率和电导率,然后通过以上公式就可以算出光在水中的传播速度。

爱因斯坦先生伟大的《相对论》作为现代物理学最为重要的理论之一,至今仍未找到任何能够反驳它的实验证据或者理论依据。它是如此的完美,然而这一整套的理论都基于一个很重要的假设,那就是在人民群众中获得很大曝光量的“光速不变”。可以说没有“光速不变”,《相对论》就会像一座没有基石的大厦轰然倒塌。

以上公式还有一个秘密,那就是最终计算出来的光速c是没有参考系的,因为真空是没有任何物质的地方,光在真空中传播不需要任何介质,那么问题就来了,这个速度c到底是相对于谁的速度呢?在这里,麦克斯韦先生陷入脑崩溃,无法给出答案。

现在我们来看看不同的c会产生什么样的结果,如果减慢光的速度,只是一点点,我们的宇宙就没有碳元素;如果加快光的速度,只是一点点,我们的宇宙就没有氧元素。这个是根据质能公式以及形成炭原子和氧原子的核反应公式得出的结论(这个不是哲学,是严格的物理公式)。所以说我们宇宙的常量是被精确设定的,多一点少一点都不会有我们人类出现。

首先由谭老师手握电筒向前发射一束光,这二位朋友立即驱车向前追赶这束光。那么现在问题来了,从这二位的角度来看这束光的速度是多少呢?很多朋友,我想应该是绝大部分的吧,应该说这个问题很简单啊,利用小学的知识:光速30万公里/秒分别减去15万公里/秒和29万公里每秒,答案是15万公里/秒和1万公里/秒。

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