速度都是相对某个参照物而言,那么光速的参照物是什么?

宇宙探索
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你说的没错,速度都是相对参照物的,光速也不例外。

只不过光速是个不变的速度,光在真空中的速度对于所有参照物都是不变的,大小为299792458米/秒。

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从这个意义上说,所有的参考系都是光速的参照物。但从别的意义上说未必如此。下面分别从经典和现代物理两方面回答一下。

经典物理认为的光速参照物

十九世纪七十年代,英国物理学家麦克斯韦从他的联立方程组中推导出电磁波的速度是个常数。

后来他根据当时人们对光的认识,大胆预测光就是一种电磁波。但人们发现电磁作用因观察者不同而不同,电磁作用并不满足相对性原理,看上去的确像与某个绝对参考系有关。

麦克斯韦本人也认为有一个绝对的参考系,在他看来,不满足伽利略相对性原理(在不同惯性系中电磁波传播速度C是常数违反经典速度合成定理)正好说明了时空是绝对的,对于光(电磁波)而言存在一个特殊的(绝对静止)参考系,比如说充满宇宙空间的“以太”,光是“以太”介质的波动。在这个特殊参考系中方程取标准形式,光速在各个方向上均以C传播。

麦克斯韦方程组如此的完美,电磁理论如此的成功,这直接启发了人们去做一些相关实验。

1881年美国的迈克耳逊和莫雷合作进行了著名的“以太漂移实验”,即干涉实验。本来是为了证明绝对静止参照物“以太”的存在,最后却得出在任何惯性系中光速都是不变的实验结果。

针对这些实验结果,像洛伦兹和庞加莱等人试图利用已有理论进行调和解释,他们从根本上并没有摒弃绝对时空观,新理论没有革命性的改变,只能称为“改良”。

相对论的相对时空观

1905年,年轻的爱因斯坦用他独特的思维能力,利用当时现有的材料得出了与所有人不同的结论。

他一不小心建立了新的力学理论,颠覆了牛顿力学,摒弃了绝对时空观,建立了相对时空观。他把光速不变上升为一个原理,另外他认为相对性原理应该是一个普遍性的原理,不应只适用于力学,也应该适用于电磁力学,于是他把伽利略相对性原理加以推广成狭义相对性原理,然后把两个原理结合创立了狭义相对论。

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