每秒30万公里不可被超越的真空光速是怎么计算出来的

发布者：蓝色妖哥 2023-11-10 18:17

工业革命后，内燃机的出现促进了汽车的诞生，人类的速度得到了质的飞跃。如今，飞机和高铁的速度不断刷新着我们的认知。在地球上，我们的速度似乎已经足够快了。与光速相比，我们的速度又显得如同蜗牛一般缓慢。若要飞出太阳系，进入更广阔的星际空间，人类的速度是远远不够的。

天文学家认为，宇宙是无边无际的。仅仅是可观测宇宙的直径就达到了930亿光年，而我们银河系的邻居——仙女座星系与我们相隔了254万光年。也就是说，即使以光速行进，也需要254万年才能到达离我们最近的其他星系。

在最初，科学家们认为光速应该是无限快的。因为当时根本没有人或仪器能够检测到光速的延迟性。对于每秒30万公里的光子们来说，地球的赤道周长仅为4万公里，实在微不足道。

有史以来第一个尝试测量光速的人是伽利略。他和助手站在两座距离较远的山顶上，各自提着一盏灯。伽利略首先遮住灯光，一旦助手看见他遮住灯光，也会遮住自己的灯光。通过测量伽利略遮住灯光到助手遮住灯光的时间差，他可以试图测量光速。

对于每秒30万公里的光速来说，在地球上的两个小山包之间来回跑根本是瞬间的事，根本不可能被伽利略的人眼所感知。直到19世纪，阿曼德·斐索发明了旋转齿轮法，光速才有了被准确测定的可能。

旋转齿轮法由一个半透镜和一个可控制的旋转齿轮组成。通过将光源透过齿轮折射出去，观察者则在半透镜后观察。

当齿轮静止时，射出的光线到达反射镜后会通过相同的齿缝回到原处。但当齿轮开始旋转并达到一定速度时，光线在返回透镜的过程中，原有的齿缝会转走，光线被挡住，从而使得观察者无法看见光线。当齿轮转速更快时，回到观察者处的光线能够通过下一个齿缝，光线又可以被观察到。

通过测量齿轮转速、齿数以及观察者到反射镜的距离，科学家们可以计算出光在单位时间内通过的距离，从而得到光速的近似值。

现代科学已经确认，光速在真空中的数值约为每秒299,792,458米。这是一个巨大的速度，但对于星际探索来说，仍然是缓慢的。

为了克服这一限制，科学家们一直在思考和研究如何实现超光速航行。然而，目前没有任何已知的物理理论或技术能够突破光速的壁垒。根据狭义相对论，当物体接近光速时，其质量会无限增加，需要无限的能量才能达到光速。因此，超光速旅行似乎是不可能的。

科学家们也在探索其他的星际探索方式，例如利用虫洞或曲率驱动。虫洞是一种理论上存在的时空弯曲，可以将两个不同地点的空间连接起来，实现跨越巨大距离的快速旅行。但目前我们对虫洞的了解还很有限，无法确定其是否存在，更不用说如何利用它进行星际探索了。

曲率驱动是另一种研究中的概念，它涉及到扭曲时空的方法来实现超光速旅行。这需要控制弯曲时空的能量和物质，以创造出一种类似于“泡沫”或“波浪”的结构，使航行器能够在其中快速移动。然而，曲率驱动的概念仍然处于理论和实验阶段，远未实现可行的技术。

目前人类的速度仍然受限于光速，而要实现超光速的星际探索仍然是一个科学和技术上的挑战。尽管我们对宇宙的探索受到了速度的限制，但科学家们在不断努力寻求突破，或许未来会有新的发现和技术的出现，使得星际探索成为现实。

每秒30万公里 不可被超越的真空光速 是怎么计算出来的