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几个世纪以来，光的本质一直是个谜。科学家们很难理解其波和粒子性质的概念。如果是波，它通过什么传播?为什么它会以相同的速度向各个方向移动?直到1905年阿尔伯特·爱因斯坦描述狭义相对论时，这一切才成为焦点。爱因斯坦认为空间和时间是相对的，光速是连接两者的常数。 人们常说光速是恒定的，没有什么能比光速更快。这并不是完全准确的。我们知道，任何物体能传播的最快速度是真空中的光速。这个值是299,792,458米/秒。但是，当光通过不同的介质时，它实际上会变慢。例如，当光线穿过玻璃时，它会减慢到真空中的速度的的三分之二。即使在几乎是真空的空气中，光线也会轻微地减慢。 这一现象与光的波动性质有关，即光是一种电磁波。当它通过材料传播时，它的电场和磁场“干扰”了它接触到的带电粒子。这些扰动会导致粒子以相同的频率辐射光，但有相移。由“扰动”产生的所有这些波的总和将导致电磁波与原始光具有相同的频率，但波长较短，因此速度较慢。 有趣的是，在不同的介质中，物质的传播速度可以超过光速。事实上，当来自深空的带电粒子穿透大气层时，它们的速度比空气中的光速还要快。它们产生被称为切伦科夫辐射的光学冲击波。目前的物理学理论预测引力波也以光速传播，但这仍在被证实。否则，就不会有其他物体以那样快的速度移动。理论上，它们可以接近光速，但不能更快。 一个例外可能是时空本身。看起来遥远的星系离我们的速度比光速还快。这是一个科学家仍在努力理解的“问题”。然而，一个有趣的结果是基于翘曲驱动的旅行系统。在这种技术中，航天器相对于空间是静止的，它实际上是运动的空间，就像冲浪运动员在海洋上冲浪一样。理论上讲，这可能允许超光速旅行。当然，还有其他一些实际的和技术上的限制，但这是一个有趣的科幻概念，正在引起一些科学兴趣。 说道这里我们来做个假设，如果我们能以光速飞行，那我们可以到哪里旅行，地球对月球的距离:1.255秒。太阳到地球的时间是8.3分钟。太阳距离最近的恒星的距离是4。24年穿越银河系:10万年最近的螺旋星系(仙女座):250万年。可见，我们如果能以光速移动的话那，在整个太阳系中旅行就跟平时串邻居家门一样简单。 |
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