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光速每秒多少米科学计数法 光速每秒多少米

2022年12月10日 13:48:39知识11

为什么光速是每秒30万km而不是35万?是什么限制了光的速度?

这个问题不够大胆,应该问,为什么光速不是无限快?

因为无论光速是30万还是35万,都还是可以继续问,为啥不是40万公里云云。此外,还有一个注意事项,公里有多长也只是一个人为规定,如果换一种规定,光速的数字可能更大也可能更小,比如在欧美国家常用的英制单位,英里。1英里=1.6公里左右,如果用英里来表示光速那就连30万都没有了,大概只有 186,282英里/秒。


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所以,核心问题不是光速有多快,而是为什么它不是无限快?

在地球上,我们觉得光速近乎是无限快的,但在浩瀚的宇宙中,光速就像乌龟爬一样缓慢,就拿最近最火爆的人类首张黑洞照片来说,这张照片拍摄的是远离地球或者太阳系大约5500万光年外的一个超巨型黑洞(65亿太阳质量),它位于M87星系的中心,5500万光年是啥意思,意思是我们看到的其实是这个黑洞5500万年前的样子!

图示:严格地说我们看不到黑洞,我们看到的是聚集在这个黑洞周围旋转的气体,它们围绕黑洞快速旋转,在摩擦中产生出大量电磁波。

光速在宇宙尺度下到底有多慢呢?

有天文学家用了这样一个类比,假设把可观察宇宙(960亿光年)缩小到地球那么大,那么穿越整个银河系,也就大致相当于沿着街区走过三间房子的距离去探望你的邻居。然而,光竟然要走10万年时间才能完成这趟探望之旅!因为银河系的长度大约为10万光年,所以需要走10万年。


现在我们转向更紧迫和困难的问题:为什么光速这么慢?

答案是,我们不知道为什么它这么慢,至少到目前为止,我们不知道答案。但是,理论物理学家Gennaro Tedesco 提供了一个有趣的想法:虽然,我们生存的宇宙中,光速以现在这样的速度传播,看起来并没有任何道理或者限制着它不能更快,但目前为止它就只有这么快。


但让我们假设一下,如果光速提高1000倍会如何?

通过计算机模拟发现,这将意味着我们的电子产品的运行速度会因此更快,但同时也意味着我们的太阳将以比现在快得多的速度燃烧,快多少呢?快一百万倍,这意味着,地球会被烤焦,而太阳的寿命也将因此大幅度缩短。简单地说,目前的太阳系是非常不适合生命诞生的地方。

图示:质量,能量和光速,通过爱因斯坦著名的质能方程关联在一起,所以光速的变化会带来宇宙的动荡。


这项研究顺便回答了我上面的那个假设,如果光速无限快会怎么样?

那么整个宇宙都将因此崩溃无法成行,没有恒星没有行星,没有我们所熟悉的宇宙。


至于光速提高1000倍后,什么样的太阳系才适合诞生生命呢?

我们现在也不是非常清楚这件事,很可能将不存在能够诞生生命的太阳系。这大概就是为什么我们生存在光速为大约30万公里每秒的宇宙中的原因。聪明的您可能看出来了,我在用人择原理解释这个问题,换句话说,如果光速发生巨变,那么我所熟悉的宇宙和生命可能也就消失不见,也就不会有人来问,为啥光速是30万而不是35万这样的问题了。:)


当然,这样的回答有点像耍无赖,并且隐约指向上帝创世,因此有人提出了多重宇宙假说,在不同的宇宙中自然常数也不同,这其中自然也包括光速,可惜我们无法知道, 在一个光速巨慢或者巨快的宇宙,究竟是啥样子,毕竟我们现在的超级计算机模拟乃至我们对宇宙本身的了解还不够多不够深入彻底。


注释:人择原理

人择原理有多个版本,有强弱之别。据说最初它的表述是“自然定律惊人地适合生命的存在!”,这其中就暗含着光速,因为光速在多个物理公式中都是重要参数,比如著名的E = MC^2,

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光速一秒有多少公里?

真空中光每秒跑299792458米,约为30万公里。 其他介质中另当别论真空中光每秒跑299792458米,约为30万公里。

光速等于多少米每秒?

光速=3x10^8m/s。光速是指光波或电磁波在真空或介质中的传播速度。真空中的光速是目前所发现的自然界物体运动的最大速度。它与观测者相对于光源的运动速度无关,即相对于光源静止和运动的惯性系中测到的光速是相同的。物体的质量将随着速度的增大而增大,当物体的速度接近光速时,它的质量将趋于无穷大,所以有质量的物体达到光速是不可能的。只有静止质量为零的光子,才始终以光速运动着。光速与任何速度叠加,得到的仍然是光速。速度的合成不遵从经典力学的法则,而遵从相对论的速度合成法则。

光速每秒多少公里?

真空中的光速等于1299792.458公里每秒。 光速并不是一个测量值,而是一个定义。它的计算值为(299792500±100)米/秒。国际单位制的基本单位米于1983年10月21日起被定义为光在1/299,792,458秒内传播的距离。使用英制单位,光速约为186,282.397英里/秒,或者670,616,629.384英里/小时,约为1英尺/纳秒。

光速刚好每秒三十万公里,是设计出来的还是巧合?

在现代物理学上,目前定义的光的速度是299792458米/每秒,每秒30万公里是一个便于我们使用的近似值。这个值是经过数辈科学家几百年的努力精确测量的结果,不是巧合、也不是设计的。

要回答题主的问题,我们不妨从光速的测量史说起。光速如此快,因此其测量难度很大,光速的测量经历了辩论期、物理测量法、天文测量法、实验测量法、干涉法几个阶段。辩论期

早期,人们认为光是瞬时传播的,即光速是无限大的,包括古希腊科学家的鼻祖亚里士多德在内,都认为光的传播是瞬时的,包括一些科学界的大佬开普勒、笛卡尔等,也都认为光速是无限大、不可测的。然而伽利略认为光虽然传播很快,但却是可以测量的。

物理测量法

最初伽利略测量光速,采用了最原始的物理方法,即两人拿灯在两个山头,通过发出光到看到光的时间和山头的距离来计算光的传播速度。结果可想而知,由于光速实在太快了,在两个山头之间传播的时间根本无法确定。但这也开始激起人们对光速探索的兴趣。

天文测量法

17世纪后期,随着天文望远镜的发展,光是否具有速度有了定论。1676年,丹麦天文学家罗麦在观测木星时发现一个有趣的现象:在一年的不同时期,木星的卫星的隐食周期是不同的;地球处于木星和太阳之间时和太阳处于地球和木星之间时,周期相差十四五天。他猜测这种现象是因为光具有速度。此后惠更斯根据罗麦的数据和地球半径计算出光的传播速度为214000千米/秒。

虽然此数据与目前光速的值差别很大,但是这是人类第一次计算出的光速值,具有里程碑意义。实验测量法

19世纪,科学家开始使用实验对光速进行测量,其思想是将难以测量的光速,通过实验,转化成容易测量的对象进行计算。比较著名的是齿轮测量法。光在光路上传播时,经过两次齿轮的间隙后被人看到,只有在齿轮转速为某个值时,光才可以穿过间隙,这样就把光速的计算,转化成了齿轮转速的计算。后来经过多次改良,这种方法计算的光速为298000千米/秒,误差已经很小了。

干涉法

现代物理学中,使用波长和频率计算光速,计算出真空中的光速值为299792458米/每秒的固定值。通过了解光速的测量历史,我们不得不佩服科学家的智慧,也不由得感慨,科学探索永无止境!

回到题主的问题,光速是一个固定值,是数辈科学家精确测量的结果,既不是设计的、也不是巧合。

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