光速是多少?

光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前发现的自然物体的最大速度。

与观察者相对于光源的运动速度无关,即在静止和运动光源的惯性系中,测得的光速是相同的。物体的质量也和它运动的速度有关(前提是物体的速度相当大,可以和光速相比,比如1/4光速)。物体的质量会随着速度的增加而增加。当物体的速度接近光速时,其质量会趋于无穷大,所以有质量的物体是不可能达到光速的。只有静止质量为零的光子才会一直以光速运动。光速与任何速度叠加时,仍然是光速。速度合成不遵循经典力学定律,而是遵循相对论速度合成定律。

真空光速的定义:C0 = 299792458米/秒

光速计算值:c0=299792.458km/s(一般为300000km/s)。

作用:当一个物体相对于另一个物体的速度接近光速时,一个物体相对于另一个物体的时间变慢,时间变化符合洛伦兹变换。(20世纪70年代通过卫星和地面天文台观测到的日食同一时间位置的差异得到证实)光速是目前已知的最大速度,而物体达到光速时的动能是无限的,所以按照目前人类的认知是不可能达到光速的,所以光速和超光速的问题已经超出了物理学讨论的范围。

自20世纪初以来,我们的理论一直受制于爱因斯坦验证的速度极限,即每秒186282英里(约每秒30万公里)。即使我们将飞船加速到这个速度,也需要近十年的时间才能到达我们最近的恒星系统——半人马座阿尔法星(距离我们约4.3光年),并返回。另外,飞船本身还要考虑能量约束。所以要达到这些目标,就要突破限速。科学家们进行了很多相关的实验,比如美国普林斯顿大学的王立军在2000年进行的实验,德国科学家在2007年进行的实验,都取得了一定的进展。起初,科学家们坚信没有任何物质或信息可以突破光速,但光脉冲可以。在真空状态下,在不同位置测量的光脉冲似乎以不可思议的速度传播。然而,这个速度仍然不能为我们的太空旅行提供太多帮助。2007年的实验至今仍有争议。

贝勒大学物理学教授杰拉德·克利福德(Gerald Clifford)认为,在“量子纠缠”现象中,信息的传播速度似乎超过了光速。2007年和2008年的两次实验表明,“量子纠缠”的速度至少是光速的654.38+0万倍。未来实现超光速的方式可能是跳入多维空间。马克·米利斯,美国国家航空航天局突破物理学项目的前负责人,现在正致力于星际旅行。他说,“一定有我们没有发现的物理领域。”米利斯指出,例如,暗物质和暗能量可能会给我们带来光明。

真空中的光速等于299,792,458米/秒(65,438+0,079,252,848.88千米/小时)。[2]这个速度不是一个测量值,而是一个定义。其计算值为(299792500 100) m/s国际单位制的基本单位米定义为光从10和210在1/299792458秒内传播的距离。使用英制单位,光速约为186,282.397英里/小时,即670,616,629.384英里/小时,约为1英尺/纳秒。

在任何透明或半透明的介质中(如玻璃和水),光速都会降低;真空中的光速与介质中的光速之比就是这种介质的折射率。引力的变化可以使光传播的空间发生弯曲,使光像凸透镜一样弯曲,似乎绕过了大质量天体。光的弯曲现象被称为引力透镜效应。根据光谱外带变化光的不规则性,可以推算出发光星系的年龄和距离。

2011年9月22日,意大利物理学家在OPERA实验中发现了一种中微子。如果实验数据准确,爱因斯坦的相对论将受到挑战。但后来发现实验结果是设备接线错误造成的。实验结果于2012年6月8日被集团宣布撤销。根据爱因斯坦的相对论,任何物体或信息在真空中的运动速度都不能超过光速(C)。