Question

为什么光速是恒定的

Answer 1

光速不变原理是狭义相对论的两个基础公设之一，在狭义相对论之中，指的是无论在何种惯性参照系中观察，光在真空中的传播速度相对于该观测者都是一个常数，不随光源和观测者所在参考系的相对运动而改变。这个数值是299,792,458公尺/秒。

光速不变原理是由联立求解麦克斯韦方程组得到的启示，并为迈克耳孙-莫雷实验所证实。

根据相对论，质量能量守恒的原理，质量能转化能量，而速度跟能量有关。如果把质量全都转化为能量了，则速度是极限。这个极限就是光子，因为光子没有质量。所以，质能转化是宇宙或自然的规律，光速是宇宙或自然的特征。

如果存在另一个不一样的宇宙，只要算一下质量转化成能量，还有光速，就能了解那个宇宙不一样的“时间”，也能比较宇宙们的异同。因此造世主只要定义了光速，就定义了宇宙。

有意思的是，圣经《创世纪》第3节：神说，要有光，就有了光。

光在靠近大质量的物体时，会产生弯曲（其实是周围的时空发生了弯曲，光在沿弯曲的时空上行走，好像光也发生了弯曲）。这里要注意一下，所谓的“弯”和“直”，都是相对的。

现在我们知道光的速度是不变的，它是沿它所在的时空做直线运动，我们来设想一个场景：

场景1：如果没有重力场的影响，光是沿直线运动的， 所以从A点到B点它花费的时间最短.如果把这束光想想为一艘飞船，你又正在其中，你就会感觉从A到达了B时间很短.

场景2:如果在A点和B点施加一个足够强大的重力场，时空就会发生扭曲变形，光就会沿着扭曲的时空面做直线运动，因而光实际走过的路程增加了，由于光速恒定不变，因此光从A点运动到B点花费的时间就变长了.如果把这束光想想为一艘飞船，你又正在其中，你就会感觉从A到达了B时间很长.

        光在宇宙重力场里的“直线”运动