宇宙历史上光速是否恒定不变

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。

真空中的光速（speed of light/ velocity of light）是自然界物体运动的最大速度。光速与观测者相对于光源的运动速度无关。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，它的动质量将趋于无穷大，所以质量不为0的物体达到光速是不可能的。只有静质量为零的光子，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。真空中的光速是一个重要的物理常量。

我曾经买过一本书。讲的是vsl（光速可变）理论。作者认为宇宙诞生时的光速要比现在快（注意这与相对论的光速不变并不冲突）。而光速的这个变化解释了许多问题，比如宇宙同谋问题，比如暴涨（光速变化就不需要暴涨了），比如宇宙的平直性（是这么说吧？）等。书里提到有人质疑，光速是有量纲的，事实上长度是由光速来定义的，那么会不会这个光速可变只是通过调整量纲而得到的文字游戏呢？我可以通过修改量纲改变光速的数值，怎么确定这个光速可变是有真实的物理意义的呢？答案是精细结构常数。作者称如果作者是对的，那么光速的变化必然带来精细结构常数的变化。或这可以说光速的变化其实是精细结构常数的变化引发的表象。

如果光速真的是无限的，世界上所有的物质都不会出现，不会形成，宇宙没有过去的未来，也没有因果关系。一切都是现在，只有这一刻！因此光速必须是有限的数字。如果是有限的数字，只需要测量或计算这个数字。没那么复杂。科学家们测量的数字不是35万公里或其他数字，而是每秒30万公里(约30万公里)！这是麦克斯韦波动方程计算出的光速数值，被认为是光速计算出来的，然后可以不断测量验证！

你一定会说：我不能理解。老实说，我不太清楚，但我知道麦克斯韦方程是如此美丽。连爱因斯坦都无限钦佩麦克斯韦方程，所以毫不怀疑它的权威。如果你是数学高手，可以试着理解计算的全过程！2.由于光速的不变性，我们可以设定一米的概念。也就是说，一米等于光在1/299792458秒走的距离。如果人类从一开始就知道光速，可以设置为1米/秒。我们常用的距离单位是现在一米的三亿分之一。我们可以把1米的3亿分之一设定为1(1)，所以我们可以问为什么光速是3亿(1)/秒。

光速在宇宙中最快的原因是什么？为什么其他物质不能超越光速？光速真的能超越吗？原因很简单。光速最快的原因是光没有质量。因为准确地说，没有静止质量。我知道运动的物体都有质量，但不是所有静止的物体都有质量。光子是例外。它只有运动质量，没有静止质量。除光子外，所有物质都有静止质量。为什么有静止质量就不能超越光速？因为我们没有足够的能源供应它们，或者宇宙没有足够的能源供应它们。为什么这么说？你知道质量能量方程吗？

根据质量能量方程，有质量的物体越接近光速，质量就越大，达到光速后，质量就接近无穷大，任何物体的运动都需要能量驱动，质量越大的物体，加速所需的能量就越大，因此，要使有质量的物体达到光速，就需要无限的能量。因此，有质量的物体不能达到光速，只能光子。因为没有质量。光速不仅是宇宙中最快的速度，而且对任何观察者都是不变的恒定速度。

光速是宇宙系统内部运动的最快速度，任何有质量的物体都无法超越光速，且光速相对于任何参考系而言都是恒定不变的。这是不是有些不好理解？那就让我们从牛顿说起。在牛顿所建立的经典力学之中，任何物体的运动速度都是相对的，根据所选择的参考系的不同，物体的运动速度自然也不一样。

假设一辆汽车从我们的面前以每小时60公里的速度疾驰而过，那么以站立不动的我们作为参考系，这辆汽车的速度就是每小时60公里。此时，如果我们也驾驶一辆汽车，与这辆车并排行驶，且速度一致，同为每小时60公里，那么此时那辆车相对于我们而言就是静止的。这就是选取的参考系不同，物体的运动速度也不同。

光速不变指的是光不会因为参考系的变化而发生速度的变化。

还是刚才的那个例子，时间换到晚上，打开车灯，当我们驾车与另一辆汽车同向同速行驶的时候，那辆车的车灯所发出的光相对于我们而言是299792458m/s，如果我们不驾车，站立不动，那辆车从我们面前疾驰而过，此时那辆车车灯所发出的光相对于站立不动的我们而言，依然是299792458m/s，而并不是299792458加上汽车行驶的速度。

为什么会发生这种现象呢？因为那辆汽车的时间流逝速度在相对论效应下变慢了。当然了，这是后话，牛顿力学理论与光速不变的矛盾最初体现在了麦克斯韦方程上。麦克斯韦是与牛顿以及爱因斯坦比肩的伟大物理学家，仅凭一己之力就完成了一整套理论的建立，他将电和磁统一在了一起。

就是这个可以描述所有电和磁现象的麦克斯韦方程与牛顿力学理论出现了矛盾。

在牛顿的理论体系下，一切物体的速度都取决于所选择的参考系，而在麦克斯韦方程中，光速被如此描述c=1/ε0μ0，其中c是光速，ε0是真空介电常数，μ是真空磁导率，真空磁导率也是个常数，由两个常数所得出的光速c自然也就是一个常数了。

常数是固定的，不需要参考系，这与牛顿理论体系中一切物体的运动速度都取决于参考系产生了不可调和的矛盾。为了给这种矛盾找到一个突破口，科学家们开始假设了，一种叫做以太的传播介质被假设了出来。就如同水波需要依靠水作为介质来传导一样，光也需要借助以太来进行传导，而以太遍布于各处。

以太的假设的确可以解决牛顿与麦克斯韦的矛盾，但问题的关键在于它只是一个假设，一个未能成功证明的假设。

14世界

的

英格兰逻辑学家奥卡姆曾经提出过一个原理叫做奥卡姆剃刀，又称简单有效原理，该原理核心就是“如无必要，勿增实体”。按照这个原理，平白无故增加一个“以太”出来只会让问题变得越来越复杂，事实上的确如此，自从以太出现之后，一个个新的难题接踵而至。

此时，爱因斯坦出现了，爱因斯坦认为，既然“以太”本身就是一个假设出来的东西，何必要花费时间在这个上面纠结呢，既然是假设的东西，那么完全可以让它消失掉，“以太”的存在只会让问题变得更复杂。我们不得不佩服爱因斯坦敢于摆脱一切束缚的思维模式。

在“以太”被去除之后，牛顿与麦克斯韦的矛盾怎么办呢？

很好解决，只需要四个字，光速不变，是的，爱因斯坦大胆提出了光速不变的假设。这个假设一出，一切都变得简单了。此后，爱因斯坦又在光速不变的原理之上，建立起了狭义相对论和广义相对论，从此，人类也正式由牛顿的时代跨入了爱因斯坦的世界，牛顿的绝对时空观被爱因斯坦的相对时空观所替代。

光速不变原理虽然源于假设，但这个假设如今早已通过实验得到了验证，比如迈克尔逊莫雷实验。当然，我们并不是说牛顿的理论体系错了，牛顿的理论体系可以说是宏观低速环境下的特例，对于日常生活中的运动学和力学问题可以给出精度极高的近似值，精度甚至足以应用在航天工程上。