光既然可以每秒30万公里,那它的动力是什么呢?

2022-12-26
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长期以来,人类一直试图测量光速。

但由于光速如此之快,当时又没有合适的工具和办法来测量,所以在很长时间里一直假定它是无限的。

随着观测和实验仪器的进步,天文学家罗默第一次测量了光速,人类第一次确定了光速是有限的。

此后,实验的精度不断提高,光速的测量也越来越准确,得出其速度约为30万公里/秒。

爱因斯坦创立相对论后,人们知道光速确实非常快,因为这是宇宙局部速度的上限,没有其他速度可以超过。

而且,无论参照系中的介质如何,测得的光速基本都是完全一样的。

无论是电子跃迁、核聚变、核裂变,还是物质的湮灭,这些过程都会产生光。

一旦光被创造出来,它们的速度就会立即达到光速,而且它们会一直以这个速度行进。

如果光不被物质吸收,就不会在宇宙中消散,速度永远保持在光速。

例如,138亿年前在宇宙中创造的第一批光子今天仍然存在,它们仍以光速穿越宇宙。

我们所看到的遥远星系的星光也不是即刻产生的,而是在几亿年前甚至更久远的时间发生的事情,那么,既然光的速度那么快,那么使光以高达300,000公里/秒的速度向前移动的驱动力又是什么呢?

如果从光的粒子性来解释,那么光是由没有静止质量的光子组成的。

根据狭义相对论,由于光子的静质量为零,它们的速度只能是光速。

根据粒子物理学标准模型的希格斯机制,当没有静态质量的光子通过整个宇宙的希格斯场时,光子不会耦合,因此它们不会获得静态质量,它们的速度也不会降低。

所以光子一旦产生,其速度将直接达到光速,并没有从零加速到光速。

光子的传播不需要能量来传播,如果它们没有被物质或黑洞吸收,它们总是会以光速漫无目的地穿过真空。

另一方面,光的本质是电磁波。

麦克斯韦的电磁方程表明,电和磁本质上是统一的,变化的电场激发磁场,变化的磁场激发重复的电场,产生电磁波。

由于电磁场以光速形成,因此电磁波以光速传播。

电磁场的产生和存在与介质无关,因此光可以在真空中以光速传播。

虽然空间结构不断扩大,在空间中传播的光会出现红移,但不会完全消失在宇宙中。

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小草

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