速度都是相对参照物而言的,那么光速的参照物是什么?

半壕烟花


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。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。

正如麦克斯韦等人认为的那样,光速不变原理和相对性原理从表面上看是相抵触的,这是因为伽利略相对性原理是个不精确的不完善的相对性,它一直没有摆脱绝对时空观的控制或者说利用。说到底它只是一个空间相对性原理,而没有考虑时间的相对性,因此它才不适用于电磁作用方面。时空的相对性与运动速度有很大关系,在低速时,时间的相对性并不明显,因此伽利略相对性原理还是正确的,到了光速就要考虑时间的相对性。如果考虑上时间的相对性,相对性原理就完全适用电磁作用,光速不变原理正是时间和空间都具有相对性的结果,因而也否定了绝对时空观,否定了绝对静止参考系的存在。反过来也可以讲,正是由于光速不变原理的存在,才使时空的相对性体现出来。由此可见,光速和时空有着深刻的本质联系,光速是时空的属性。相对于不同的参考系时空是不同的,但光速对于任何参考系却是相同的,这不但说明光的传播不需要特殊的绝对静止的介质或任何别的介质,而且光速的大小也不相对于特殊的绝对静止的参照物或任何别的参照物。


光只和时空联系在一起,同一束光的速度在不同参考系的不变如同同一个时空在不同参考系的不同,正因为时空的相对不同,才使得光速不变,所以如果非要说光的传播介质是什么?那就是相对的时空。如果非要说光速的参照物是谁?那就是相对的时空。最后,由于光速问题的复杂性,除了时空,不但没有任何东西能做光速的参照物,反过来光速也不会做任何东西的参照物。那些认为人相对于光是光速的想法是要不得的。


物原爱牛毛1


简单说,光速不需要参照物,或许相对任何参照物光的速度都是光速!

要完全解释明白需要把爱因斯坦发现相对论的过程全部说一遍,这里就长话短说。爱因斯坦是在研究麦克斯韦电磁学理论与牛顿的绝对时空观之间的矛盾是触发了他异于常人的灵感的,这个灵感让他大胆假设光速不变,从而完美地解决了这个矛盾,同时不断地得到验证是正确的。

麦克斯韦的电磁学与牛顿绝对时空观有什么矛盾?简单说,麦克斯韦方程组中的光速是一个常数,与光源的运动情况无关,而在牛顿的绝对时空观里,在不同参照系中速度是在叠加的,不同的参照系下速度也不会是一个固定的常数!

于是爱因斯坦就大胆假设光速不变原理,完全抛弃了牛顿的绝对时空观,取而代之的是相对时空观,同时用洛伦兹变换代替伽利略变换。用光速不变作为假设推导出了相对论。

事实上庞加莱洛伦兹等人已经非常接近相对论了,洛伦兹变换已经让洛伦兹明白光速是一个常数,但他无法抛弃牛顿的绝对时空观的束缚,结果与相对论失之交臂!

所以,光速不需要任何参照物,它就是光速。也可以变相这样理解,在相对时空里,不变的光速就像一把“尺子”一样,衡量其他运动速度,如果尺子都是变化的,又怎么衡量其他事物的运动速度呢?


宇宙探索


互联网到了推广新物理的时候了。

回顾人类物理理论300年探索之路:

300年前牛顿创立了经典力学,经典力学虽然没有明晰打开宇宙奥秘大门,但它触碰到大门钥匙的雏形,这个钥匙雏形就是“作用力与反作用力”。经典力学之后的相对论和量子力学,它们离这把钥匙雏形越走越远,完全偏出物理轨道。时间来到300年后,《宇宙物理体系》敏锐察觉到这把钥匙雏形,把它加工打磨之后变成“物质弹性原理”,终于打开宇宙大门。

《宇宙物理体系》简介: 它全文9万字,历时6年完工。它对旧物理基础概念定义作了一次全面检查维修及重建。它以寻找物质基本性质即物性为突破口重建物理学。它增加了若干新的基础概念定义。它完成了对宇宙大自然最基本最重要最普遍物象进行逐一解释,且逻辑自洽。

《宇宙物理体系》28个短视频目录:

1《宇宙物理体系》

2物质和能量

3质量重量

4磁和电

5时空

6光

7浮力

8饱和原理

9信息传播

10火箭发射

11苹果下落

12磁铁相吸

13地球绕太阳转

14飞机上升

15太阳能量方式

16月球重力

17力分析

18力传播

19力与速度

20传播力

21受力分析

22宇宙机理

23望远镜

24物理用词

25性质和量

26生命

27力分析举例

28摩擦力


天山我才


人是一种社会动物,其日常的行为举止都会受到当地社会风俗习惯的影响,必须服从其所在国的法律和道德的约束。

然而,当一个人进入异国他乡时,其并不会立刻入乡随俗,人的转变要有一个逐渐转变的过程。这一过程的实现,是通过与当地人的交流达成的。

因此,一个人在不同社会的转变,和其与该社会的交流程度以及自身的适应能力相关。如果来到的是大都市,如果是一个年幼的孩子,需要转变的时间⌚️就很短;反之,如果去的地方是人烟稀少的荒郊野岭,如果其本人是一个饱经风霜的老人👴,则其恐怕一辈子也难改乡音。

在自然界中,各种物体的运动也是如此,会受到各种物理背景的影响与束缚。不存在绝对孤立和自由的物体。否则的话,自然界就成了一盘散沙,也不会创造出我们人类了。

所谓物理背景就是相对于物体而言的外部空间。不同的空间,是由不同的粒子集合而成的。粒子较大的空间,对物体的影响就越加明显;而粒子较小的空间,则对物体的影响会比较广泛。

比如,水是由离散的水分子构成的,其是水生动物的空间;而空气则主要是由氮气和氧气构成的,会对空气中运动的物体产生风阻。

在我们的宇宙中,必然存在着不可再分的最小粒子,宇宙是由无数个最小的粒子构成的。因为,现实的宇宙不可能由虚无的无穷小产生。

根据这一最小粒子的不可再分的性质,我们就将该粒子命名为量子,其具体的大小即该粒子的角动量就是普朗克常数h,为6.623x10-27尔格秒。

至于我们看到和感受到的各种物质,小到基本粒子,大到各种恒星,都只是高能量子组成的封闭体系。

于是,宇宙的最为基本的物理背景即影响范围最为广泛的空间,就是量子空间。而各种物体仅只是漂浮在量子海中的泡沫。

因此,所有的物体,其运动都会受到量子空间的影响与束缚。它们的运动意义,就在于相对量子空间的位移。从这个意义上来说,量子空间就是所有物体运动的绝对参照系。

当然,作为绝对参照系的量子空间,并不是绝对不变的。类似大海,会因温度及潮汐🌊的变化,而形成洋流,量子空间也会受到巨大天体的影响,形成不同的分布。

此外,由于物质仅只是粒子的运动所形成的封闭体系,其内部是非常空旷的,也是由量子空间构成的。只是,这一空间与物体同步,与外在的量子空间存在着速度上的差异。

所以,虽然绝对的物理背景都是量子空间,但是在物质内外、在不同的地点,该空间的存在状态是不同的,也存在着相对的运动。这就好比是在大海中的漂浮物,时而是静止的,时而又是流动的,这些都取决于海水的具体状态。

光子的特殊性是在于其并不是由数个量子组合的封闭体系,而仅只是受到激发获得额外能量的单个量子。

因此,光子的体积和质量都是最小的,其受到量子空间的束缚也是最弱的。这也是为什么,光子相对于量子空间的速度是最大的原因。

由于光子是由物质对空间量子的激发生成的,所以光子有一个由服从光源以c运动到服从外部量子空间以c运动的过程。而且,其速度的转变相对于离开光源有一个时间上的滞后。这类似于我们在前面提到的,入乡随俗会滞后于进入异国他乡。

总之,任何物体的运动都会受到量子空间的制约,光子也不例外。其首先受到光源内部的量子空间限制,之后才会服从光源外部量子空间的分布。

只是光子受到量子空间的影响,是通过与空间量子的一个个碰撞来实现的,有一个时间上的滞后。

这也是为什么,光线会在近距离时,产生迈克尔逊-莫雷实验的零结果;而在远距离时,产生双星实验的频率变化。前者的参照背景是光源,而后者的参照系则是光源外部的量子空间。


淡漠乾坤


在相对论里以光速运动的物体 ,发出的光还是以光速运动,相对论中光速不变是正确的,不用怀疑。万有引力的存在,物体周围的虚粒子向物体的中心方向运动。在忽略万有引力时,宇宙中所有物体以其周围远距离时空的虚粒子作为参照系时,物体与时空虚粒子是相对静止,物质与其周围时空虚粒子等速运动。宇宙中一切的力最终都来源于时空虚粒子的运动,来源于时空虚粒子涨落形成的阴阳,来源于时空虚粒子密度的不均衡。物质在时空运动就像汽车上载的物品一样,物品跟随车子运动,动力来源于汽车 ,汽车是主动方,物品是从动方。

光以时空中的虚粒子为介质进行传播,光的运动以时空虚粒子作为参照系,在虚粒子密度相同虚粒子之间相对静止的时空环境中,光速不变。以光速在宇宙中运动的物体,其周围时空虚粒子也以光速在时空中运动,从这物体发出的光以这物体周围的时空虚粒子为传播介质,相对这物体光速在各个方向上的速率相同,光速不受其发光物体的运动速度影响,不管其发光物体的运动速度的快慢,光速与其发光物体的相对速度不变。

光速会跟随时空中虚粒子的密度变化而发生变化,​光的传播路线会受时空中虚粒子运动影响而改变传播方向。密虚粒子时空的虚粒子向疏虚粒子时空的方向运动形成引力场,光的传播方向会受引力场的影响。虚粒子在通过物质界面时,密度瞬间变小间距瞬间变大,虚粒子以瞬间的超高速度通过物质界面。光以虚粒子为介质,在进入物质界面时,受到虚粒子瞬间超高速运动的影响,传播方向偏离原方向,形成折射角。

光在经过大质量天体附近时,所处时空的虚粒子正向​大质量天体中心方向运动,光受时空的虚粒子运动影响而传播方向发生偏移。

增加时空中虚粒子的密度,或者增加时空中虚粒子的运动速度,就​能得到比原时空环境中更高的光速。


太上邪神


比如说一列火车以120公里每小时朝一轨道上的目标发射一物体,物体相对火车速度是80公里每小时,刨除空气阻力等影响,那么到达目标时它的速度是多少呢?答案是200公里每小时,又比如说一个恒星相对于地球以半个光速的速度靠近地球,那么它发出的光在地球上观测是不是1.5倍光速呢?答案仍然是1倍光速。就是这么神奇。


梦相牵1


我的理解:

1、科学方法:观察一假设一验证

2、相对论的一个假设是:在任何一个参照系内部,都不可能测量发觉自己在运动。

3、如果在本参照系内部测量出光速变化了,就能判断出运动,推翻上述假设。


国又又


都无穷大了,没有参照物,参照物就是其本身。反正,相信就好😄


李楠152425956


肯定是宇宙的星球。


古草秋心


我的理解:光速的参照物是“空间”,没有“空间”的地方,光就不传播了,例如质量巨大的黑洞,在这里没有我们所谓的“空间”了,或者说空间塌缩了。


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