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速度 為啥光速恰好是299792458ms，不是其他數(shù)值，或者無(wú)限大呢？

“光速”是宇宙中最快的速度，299792458m/s，大約等于每秒30萬(wàn)公里，但是光速是不會(huì)發(fā)生變化的，因此不能取整數(shù)30萬(wàn)公里，為什么光速是這個(gè)準(zhǔn)確數(shù)值，而不是每秒60萬(wàn)公里或者是無(wú)限大呢？


速度 為啥光速恰好是299792458ms，不是其他數(shù)值，或者無(wú)限大呢？
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關(guān)于光速和超光速的問(wèn)題，一直是十分熱門的話題，也是物理學(xué)研究中一個(gè)重要的方向，能否實(shí)現(xiàn)光速或者是超光速，對(duì)于人類未來(lái)的發(fā)展十分重要，但是在研究光速問(wèn)題時(shí)，不得不面對(duì)一個(gè)現(xiàn)實(shí)，那就是根據(jù)經(jīng)典電磁學(xué)得到的答案，我們的宇宙就是如此，光速不變是宇宙的內(nèi)稟屬性。


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麥克斯韋方程組
真空光速公式
光速不變?cè)碓醋噪姶艑W(xué)，通過(guò)麥克斯韋方程組可以得到真空狀態(tài)下的光速，也就是299792458m/s，電磁學(xué)不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，并且邁克爾遜—莫雷實(shí)驗(yàn)證實(shí)了光速不變?cè)淼恼_性。光速不變?cè)硎仟M義相對(duì)論的基礎(chǔ)，同時(shí)整個(gè)狹義相對(duì)論其實(shí)都是可以從電磁學(xué)中推導(dǎo)出的結(jié)果。


速度 為啥光速恰好是299792458ms，不是其他數(shù)值，或者無(wú)限大呢？
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光速的真實(shí)含義有兩個(gè)：
物體運(yùn)動(dòng)的極限速度，在任何參考系下都不會(huì)發(fā)生變化
光在真空和介質(zhì)中的傳播速度
在經(jīng)典力學(xué)中在描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須存在一個(gè)“參考系”，比如我們想要測(cè)量一個(gè)汽車運(yùn)動(dòng)的速度，這個(gè)汽車的實(shí)際速度是每小時(shí)100公里。
但是在不同的參考系下去測(cè)量汽車速度會(huì)得到不同的變化，汽車每小時(shí)100公里的時(shí)速是對(duì)于地球表面這個(gè)參考系得到的答案，如果你也開(kāi)著一輛汽車，跟隨著這個(gè)汽車一起運(yùn)動(dòng)，在這個(gè)參考系下測(cè)得的汽車速度會(huì)發(fā)生變化。


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在傳統(tǒng)的經(jīng)典力學(xué)中，速度會(huì)在不同的參考系下發(fā)生變化，可是問(wèn)題來(lái)了，麥克斯韋方程組的答案告訴我們，光速也就是電磁波的運(yùn)動(dòng)和參考系沒(méi)有任何關(guān)系，在任何參考系下，光速都是不會(huì)發(fā)生變化的，就算任何速度和光速相加，也只能得到光速。
當(dāng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題時(shí)，都不愿意相信，但是在用了很多方法去證實(shí)后，反而讓這個(gè)結(jié)論更加正確了，最后科學(xué)家不得不承認(rèn)，光速的運(yùn)動(dòng)和任何參考系無(wú)關(guān)，在眾多科學(xué)家感到煩惱的時(shí)候，愛(ài)因斯坦提出了相對(duì)性原理，所謂的參考系只是相對(duì)存在的，并不存在絕對(duì)的參考系。
愛(ài)因斯坦的相對(duì)論對(duì)經(jīng)典力學(xué)造成了極大的沖擊，當(dāng)然，也修補(bǔ)了人類在理論上的漏洞，愛(ài)因斯坦的相對(duì)論填補(bǔ)了人類對(duì)于時(shí)空的認(rèn)知，時(shí)間和空間其實(shí)都不是絕對(duì)的，只有光速是宇宙中不會(huì)變化的常量。
人類對(duì)于宇宙的認(rèn)知會(huì)因?yàn)椤敖?jīng)驗(yàn)”而產(chǎn)生偏差，畢竟人類對(duì)于宇宙的觀察是有限的，站在地球上去思考宇宙的本質(zhì)，難免會(huì)出現(xiàn)各種錯(cuò)誤，目前人類的物理理論還很年輕，還有很大的發(fā)展空間。


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光速不會(huì)發(fā)生變化，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)有什么意義呢？
首先，光速不是其他數(shù)值的原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)橥ㄟ^(guò)計(jì)算，得到的答案就是299792458m/s，光速是宇宙的內(nèi)稟屬性，宇宙原本就是如此，也不會(huì)發(fā)生什么變化，那么為什么不能實(shí)現(xiàn)超光速呢？
在物質(zhì)具備的一切屬性中，最基本的屬性是“運(yùn)動(dòng)”，宇宙中不存在絕對(duì)靜止的物體，一切都在不斷的運(yùn)動(dòng)，而物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致能量的轉(zhuǎn)移，同時(shí)一個(gè)靜止的物體，它蘊(yùn)含的能量包含在質(zhì)量中，當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)速度加快時(shí)，蘊(yùn)含的能量也會(huì)相對(duì)增加，當(dāng)然速度不夠快的話，增加的質(zhì)量可以忽略。
愛(ài)因斯坦在質(zhì)能方程中指出：
因?yàn)橘|(zhì)量和能量從本質(zhì)上來(lái)看是等價(jià)的，一個(gè)物體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的動(dòng)能會(huì)增加到這個(gè)物體的質(zhì)量上，速度越快增加的質(zhì)量就越多，當(dāng)物體的速度趨于光速時(shí)，質(zhì)量的增加會(huì)越發(fā)明顯，無(wú)限趨于光速會(huì)導(dǎo)致這個(gè)物體的質(zhì)量呈現(xiàn)無(wú)限大，讓一個(gè)質(zhì)量無(wú)限大的物體運(yùn)動(dòng)需要無(wú)限的能量，所有不僅是超光速無(wú)法實(shí)現(xiàn)，物體的運(yùn)動(dòng)只能接近光速，不可能真的達(dá)到光速。


速度 為啥光速恰好是299792458ms，不是其他數(shù)值，或者無(wú)限大呢？
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光速是宇宙中物體運(yùn)動(dòng)速度的極限，這就是為什么光速恰好是299792458m/s的原因，宇宙的極限就在這里，不論我們?cè)趺醋觯@個(gè)極限都不會(huì)發(fā)生變化，這就是為什么光速不是其他數(shù)值的原因。

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