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提起“光速”這個名詞，不知道大家第一時間會想到什么。在短短一瞬間的時間里面，當整個世界都被照亮的時候，相信不少人都會感嘆光驚人的傳播速度。而科學家們更是滿懷希望，想要在未來的某一天中，讓人類的速度成功達到光速。  人們想象的光速隧道 然而很多人不知道的是，雖然在地球這個參考系之中，光速確實可以看做最快的速度，但當我們將參考系放大到整個宇宙，或許光速并沒有人們想象的那么快。 對此，不少人不禁提出疑問，光速是如何被計算出來的？比光還要快的速度是什么？其實光速慢如龜速？假如我們人類的速度達到了光速，又會發生什么？  浩瀚的宇宙 接下來不妨讓我們一起來了解一下這個問題，光速究竟是不是宇宙之中最快的速度？科學家們又為什么會說光速慢如龜速。 光速的計算首先是光速的計算由來，在現代社會之中，隨著人類科技的進步和發展，我們已經有許許多多的方法可以精確測量出光速的具體數值。 可如果放在以前，當人類的工具和相關儀器并不精準的情況下，他們又是如何計算出光速的呢？  科學家們測量光速 事實上，自從十七世紀光速被證明為有限的速度以后，無數科學家們都想要通過某種方法得到光速的具體數值。可一直到了170多年后的1849年，法國物理學家阿曼德斐索才在當時十分有限的條件下，想到了一個絕妙的方法來測量光速。 這位法國物理學家利用半透鏡將光源通過一個齒輪的齒縫折射出去，自己則在后面觀察。而當齒輪旋轉的時候，光就一定會被齒輪遮擋住。在這樣的基本條件下，只需要不斷地增加觀察者與觀察位置的距離以及齒輪的轉動速度，光速便一定能夠計算出。  阿曼德斐索測量光速的裝置 然而讓斐索沒有想到的是，一直到它距離反射鏡的位置達到8000米之遙、齒輪數增加到720齒，并且轉速也達到12.67轉/s以后，他才終于首次發現了反射光線因為被遮擋而消失。通過對以上幾個數據的綜合計算，最終斐索計算出光的速度為31.5萬km/s。 盡管這個數字和當代計算出來的光速有一定誤差，但就當時的實際測量條件來看，能夠將誤差控制在5.1%的范圍內，絕對算得上是十分了不起的一個成就。而有關于這個測驗方法，其實也就是物理學上十分著名的旋轉齒輪法。  旋轉齒輪法 比光還要快的速度在光速被測量出來以后，人類一度認為這種速度便是全世界甚至全宇宙最快的速度。畢竟就那個時候的人類認知來說，即便是全世界最頂尖的科學家也難以想象，究竟還有什么樣的速度能夠超越越光速。 然而隨著時間的推移和發展，當人類開始不斷探索太空以后，卻突然發現在浩瀚無垠的宇宙之中，光速或許并不是最快的速度。不僅如此，相較于地球上瞬間布滿整個世界的震撼，光在宇宙之中，似乎從來沒有布滿過任何一片區域。  光并沒有布滿宇宙 對此，科學家們不禁懷疑，或許光速并不是宇宙之中最快的速度。也正是因為光速無法追趕上這種速度，所以我們才會感受得如此明顯。更重要的是，當科學家們對宇宙之中的各種光線進行觀察以后，竟然意外地發現，其中一些光線在傳播的過程之中，盡管沒有受到任何天體的阻攔和影響，卻依舊在不斷地“倒退”。  科學家發現光在“倒退” 尤其是距離地球越遙遠的星系空間，這種現象更是越明顯。對于這樣的情況，科學家們百思不得其解，一直到空間超光速膨脹理論提出以后，科學家們才對光在宇宙之中的“倒退”有了新的認知。 原來，就宇宙的實際范圍來說，其實遠比我們人類可以觀測到的可觀測宇宙要大得多。根據科學家們預測，即便按照光速前進，也至少需要23萬億年的時間才能從宇宙的這一段前往另一端。  這些恒星只不過是宇宙的一角 可事實上，當前我們所在的宇宙，正處于不斷膨脹的階段。而各個天體以及星系之間的宇宙空間，范圍實在太過寬廣，所以整個膨脹的速度自然會遠遠超過光速。因此，即便真的有一束光從宇宙的一頭射向另一頭，這束光也永遠無法走到盡頭。 如果這束光能夠永恒的存在，或許只有等到宇宙進入收縮階段的時候，這束光才有機會到達另一端。只不過到了那個時候，宇宙的基本規則是否會發生變化，那就誰也沒有辦法做出結論了。因此，光速絕非是宇宙之中最快的速度，僅現階段宇宙膨脹的速度而言，就遠遠超過了光速。  宇宙的爆炸與膨脹 光速慢如龜速那么在宇宙之中，光速真的慢如龜速嗎？其實答案也并非如此，之所以會有這樣的說法，主要原因在于不同的參考系下，光的移動速度沒有發生變化，所以給人的感受并不一樣。 要知道在地球上，光雖然能夠瞬間鋪滿我們人類的所有視線，但如果到了宇宙之中，我們甚至能夠通過一定的方法觀察到光線的行動軌跡。除此以外，就人類對太空之中的光從一個天體移動到另外一個天體上面所花費的時間也能夠看出來，其實光速并沒有人類想象得那么快。  光的傳播在宇宙中不算什么 在地球上面計算光速的時候，時間單位往往會用秒來進行計算。而太空之中，光從地球到太陽大概需要8.3分鐘左右的時間；從地球到火星則需要22.3分鐘左右的時間；如果是到更遠的外太空，那就只能用光年來進行計算。 由此可見，其實在不同的參考系下，或者說站在不同的角度下，光速慢如龜速的說法并沒有任何錯誤。當然，值得一提的是，根據科學家們判斷，在某些星系空間之中移動的時候，光速往往會比人們想象得更快一些。而之所以會出現這樣的情況，主要原因則是在于星系本身也在進行移動。  星系本身也在移動 以距離我們最近的仙女座星系為例，當光速從銀河系出發前往仙女系的時候，在同樣距離內需要花費的時間就比前往其他星系的時間更短。之所以會出現這樣的情況，主要原因就在于仙女系星座正在朝著銀河系星座移動。 人類達到光速那么人類移動的速度如果達到光速又會發生什么呢？關于這一點，就需要從以下幾個方面來進行判斷才行。首先是在人類無限接近光速的時候，最明顯的變化感覺就是時間逐漸變慢、物體的質量逐漸變大。尤其是在宇宙之中，人類將會對天體的質量有一個更加直觀的感受。 科幻中的超光速飛行 其次則是當人類速度達到光速的時候，按照愛因斯坦相對論的理論來看，和無限接近光速相同，速度越大、時間就會越慢。而等到速度達到光速以后，時間就會靜止。 在很多影視作品之中，我們都可以看到時間靜止的畫面或者時間靜止的超能力。如果從物理學的角度來講，其實就可以看成這種超能力的擁有者，在時間靜止的時候，他自身的移動速度達到了光速。 時間靜止 最后，人類的速度如果能夠超越光速的話，那么他的動質量將大于無窮大、慣性也會大于無窮大。在這種情況下，即便渺小如人類，也能夠輕松地將某一個星球撞碎以后繼續向前飛行。而當他在運動的過程之中往回看，因為光的速度沒有他快，所以也不會有任何的光線存在，只有一片深不見底的黑暗。 |
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