光值问题，为什么光速是每秒30万公里而不是快或慢？-技术开发-韩韩H5开发

你们想知道为什么光速是每秒30万公里而不是快或慢？和关于光值题的题吗？小编带各位了解一下关于大家都关注的话题。

为什么光速是每秒30万公里而不是快或慢？一项新理论让我们离案又近了一步。

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塞纳河左侧的巴黎天文台墙上有一块展板，上面写着1676年首次测量光速。事实上，这个结果是无意的。当时，丹麦奥拉罗默是意大利天文学家乔瓦尼多梅尼科卡西尼的助手，他想知道为什么木星卫星的月食之间的时间间隔不同。罗默和卡西尼讨论了光速可能有限的可能性。最后，经过一些粗略的计算，罗默得出结论，光需要10到11分钟才能传播相当于地轨道半径的距离。

卡西尼号后来改变了主意。他认为，如果光速有限，光传播需要时间，那么在土星的其他卫星上也应该观察到延迟食，但事实并非如此。此后，关于光速的争论颇多，直到1728年，英国天文学家詹姆斯布拉德利发现了另一种测量光速的方法。随后的几次实验证实，罗默最初观察到的光速慢了25倍。今天我们知道真空中的光速是每秒299,792,458公里。

但为什么只有这个数据而没有其他关于光速的数据呢？换句话说，光速是如何出现的呢？

150年前，电磁理论给了我们第一个重要的启示。苏格兰物理学家詹姆斯克拉克麦克斯韦指出，交变的电场和磁场产生可以移动的电磁波。麦克斯韦利用方程计算了电磁波的速度，发现该速度与之前已知的光速完全相同。这是光确实是电磁波的有力证据，这个结论很快就得到了验证。

1905年，研究取得了突破。阿尔伯特爱因斯坦指出，真空中的光速c是宇宙的极限速度。根据狭义相对论，宇宙中所有物质的运动速度都可以超过光速。

然而，这两种理论都没有完全解释什么决定了光速或什么可以决定光速。一项新理论表明，c的秘密可能存在于真空的本质中。

在量子理论出现之前，电磁学是解释光的完整理论。今天，电磁学仍然非常重要，但它也带来了题。为了计算真空中的光速，麦克斯韦应用了两个常数0和0的实验测量，这两个常数定义了真空中电场和磁场的属性。

题在于，尚不清楚这些数据在真空中意味着什么。电流和磁力实际上是由带电基本粒子（例如电子）的运动引起的，但我们谈论的是真空中的物质。真空中应该没有颗粒吧？

这就是量子物理学发挥作用的地方。量子场论的高级版本认为，真空并不是真正的“空”，而只是一种“真空状态”。这是量子系统的最低能态，也是量子涨落产生湮灭能和基本粒子的区域。

什么是量子涨落？海森堡不确定性原理指出，物理测量总是存在一定程度的不确定性。传统物理学认为物体的位置和动量可以精确测量，但不确定性原理否认了这一点。海森堡认为，这两个数据不可能同时获得，而且虽然看起来有轻微的摆动，但这种摆动对于人类测量设备来说太小了，无法显示出来。但在量子真空中，存在着微小的能量爆发，它们以基本粒子的形式突然出现和消失。

勒克斯对经典电磁学和量子涨落之间的关系非常感兴趣。

这种瞬态现象确实存在，但像幽灵一样微妙，它的影响，包括电磁影响，实际上是可以测量的。这是因为量子真空的短暂激发是由具有相同或不同电荷的粒子和反粒子对（例如电子和正电子）发生的。真空中的电磁场改变这些粒子和反粒子对，引起电反应，同时在磁场的影响下引起磁反应。这种现象提供了一种通过计算真空中的电磁特性而不是简单地测量光速来推算光速的方法。C。

2010年初，德国普朗克光学研究所的物理学家GoetheLux和他的同事进行了这样的实验。他们使用量子真空中的虚粒子计算了电常数0。后来，法国巴黎第十一大学的物理学家迈克厄本和同事受此启发，根据量子真空的电磁特性计算出了光速c。2013年，他们宣布通过他们的方法得出的值是准确的。

虽然这些结果令人满意，但还不是很清楚。首先，厄本和同事不得不做出毫无根据的假设。这就需要综合分析和实验来证明，在量子真空中确实可以达到光速c。但拉克斯表示，他对经典电磁学与量子涨落之间的关系仍然很感兴趣，因此他一直在完整的量子场论指导下进行严格的分析。与此同时，厄本和同事建议设计一个新的实验来测试两者之间的关系。因此，可以合理地预期光速c最终将基于更基本的理论。但这能解决题吗？

毫无疑，光速c只是几个基本或通用常数之一。这些常数被认为适用于整个宇宙并且是恒定的。例如，万有引力常数G用于描述整个宇宙的引力强度，在微观尺度上普朗克常数h决定了量子效应的大小，而电子电荷e是电的基本单位。

常数的数值非常精确；例如h的测量精确到小数点后34位。但这些数字提出了许多悬而未决的题。这些数字真的是恒定的吗？什么是“默认”常量？为什么值得？它们告诉我们什么物理事实？

“常数”是否真的是常数是一个古老的哲学争论。亚里士多德认为地的构造与其他天体不同，哥白尼坚信我们的地与其他任何地方没有什么不同，而今天的科学遵循现代哥白尼主义，它假设物理定律适用于空间和时间的任何地方。但假设就是假设，必须对其进行检验，以确保我们没有误解遥远的宇宙。

诺贝尔获得者保罗狄拉克认为G可以随着时间而改变。1937年，在思考宇宙学时，他开始相信G每年减少10-10。这是正确的吗？或许。对天体引力的观测并未检测到G的减少，迄今为止也没有迹象表明G在太空中会发生变化，它们的测量准确地描绘了太阳系行星的轨迹和航天器的轨道。除此之外，遥远的太空中正在发生其他事情。射电天文学家最近证实，G可以准确描述3,750光年外脉冲星的发展过程。同样，没有可靠的证据表明c随时间或空间变化。

因此，我们假设这些常数确实是常数。那么它们是基本常数吗？它们比其他常数更“基本”吗？这里的“基本”是什么意思？回这个题的一种方法是找到导出其他常数的最小常数集。这里唯一有用的选择是h、c和G，它们一起代表相对论和量子论。

只有无量纲常数才是真正的“基本”数，因为它们独立于测量系统。

1899年，量子物理学创始人马克斯普朗克测试了h、c、G与物理现实三维度之间的关系。每个测试的物理量都用数字和尺寸进行描述。从这些关系中，普朗克可以推导出自己的自然单位以及普朗克单位下的h、c和G的各种组合，以获得对量子引力和早期宇宙的更深入的理解。

有些常数是无量纲的，通常称为无量纲常数。这些都只是数字。例如，质子质量与电子质量之比为——18362。伦敦帝国理工学院的物理学家迈克尔戴夫认为，无量纲常数是唯一真正的基本常数，因为它们独立于任何测量系统。单位到单位。”

也许最有趣的无量纲常数是精细结构常数。精细结构常数于1916年确定，当时科学家利用量子论和相对论来描述氢原子光谱的精细结构。根据该理论，精细结构常数表示电子绕氢核运动的速度与光速的比值。

在当今的量子电动力学中，（作用于电子的电磁力的强度）起着重要作用。电磁力、引力、强核力、弱核力解释了宇宙的运行机制。然而，到目前为止，还没有人能够解释常数值，因为没有明显的前因可参考，也没有关于这种关系的有意义的线索。诺贝尔物理学得主理查德费曼说“这个数字自从被发现以来一直是个谜……这是物理学的奥秘之一。这个神奇的数字来到了我们身边，但没有人能理解它。你可以说‘上帝之手’写下了这个数字”，“我们不知道会发生什么”。

无论它来自“上帝之手”，还是来自形成常数的真正基本物理过程，其明显的任意性让物理学家们抓狂。为什么是这个数字？有什么变化吗？

应对这些令人沮丧的意外的方法之一就是直面题。这让我们想起了人性原则。人文主义是一种哲学观点，认为人类在自然界中观察到的一切都是人类存在的原因。简单地说，我们找到这样的常量因为如果它们非常不同，你就不会发现它们。值的微小变化都会改变宇宙。例如，如果在恒星演化过程中没有产生碳，碳基生命就不可能存在。正是基于这些考虑，人们将的值在1/170到1/80。因为如果超过这个数值范围，我们将不再存在。

然而，这一论点并不排除存在其他具有不同常数值的宇宙的可能性。这样的外太空也许不适合人类居住，但值得想象我们可能会看到什么。

令人惊讶的是，我们宇宙的法则都是密切相关的。

例如，如果光速c更快怎么办？对我们来说，光的传播速度非常快，没有什么可以超过光速。然而，光在长距离传播时总会造成较大的时间差。宇宙是如此浩瀚，星光可能已经旅行了数亿年才到达我们这里。人类飞船的飞行速度比光速慢得多，因此不可能将宇航员送到这个星上。但好的一面是，时间距离将望远镜变成了时间机器，通过望远镜，我们可以看到数亿年前的星系。

如果光速c快10倍，很多事情都会发生变化。地上的通信题将会改善，远程无线电信号的时间跨度将会缩小，NASA将能够更好地远程控制无人飞船和星际探测器。但另一方面，增加光速可能会阻碍我们回顾宇宙历史的能力。

所以想象一下时间变慢了。我们可以看到它慢慢地从灯中出现，慢慢地充满房间。虽然这在我们的日常生活中用处不大，但一个好处是望远镜可以带我们回到大爆炸时代。

这样想很有趣。也许在不那么遥远的宇宙中，这些假设的情况确实存在。但令人惊讶的是，我们宇宙的法则都是紧密相连的。勒克斯指出，通过将光速c与量子真空的研究结合起来，我们会发现量子涨落“巧妙地内置于”经典电磁学中，尽管电磁理论的提出比量子发现早了35年。场地。这种联系也是影响整个宇宙的量子效应的完美例子。

如果存在多个宇宙，应用不同的常数值，按照不同的宇宙法则分层展开，人类的原理就足以解释我们肉眼可见的宇宙的各种特征。从某些方面来说，我可能只是幸运而已。但我不确定这是否会被曝光。

也许多元宇宙的不同部分必须遵循自己的法则，并以特殊的方式相互关联。相反，想象一下这些宇宙相互联系的所有不同方式。为什么多元宇宙是这样而不是那样？让一个聪明的人习惯事物的随机性似乎是不可能的。我们再次接近“存在”与“虚无”这个古老的哲学谜题。这个谜团或许还没有被智慧之光所揭穿。

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