光速剛好每秒三十萬公里,是設計出來的還是巧合?

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RT:我想知道光速剛好每秒三十萬公里,是設計出來的還是巧合?

用戶回答1:

光速其實不是每秒30萬千米每秒,準確數字是299792458米每秒,而且光速不是恒定不變的,比如說在水中,光速就遠遠達不到這個速度了,而且因為我們在地球上,光速也沒有299792458米每秒,要比這個數字低一點。



那么光在黑洞附近的速度是多少呢?光逃逸不了的時候又是多少呢?其實嚴格來說光速不僅不是30萬千米每秒,而且因為內部介質不同,速度也會差很多。

科學家采用30萬千米每秒是因為這樣利于計算,方便運算就可以節省很多時間,提高效率。不過在歐洲核子研究中心,美國宇航局,我國宇航局等等機構的高精度計算當中,要已299792458為主,因為涉及航天器,衛星等等,這些數據是不能有絲毫偏差的。
在150年前,蘇格蘭物理學家麥克斯韋說過,當電場和磁場隨時間變化時,它們相互作用,產生波。麥克斯韋從他的方程中計算出波的速度,結果它正好是已知的光速,所以可見光也是一種電磁波。1905年,愛因斯坦發現了一個新的理論突破。根據狹義相對論,沒有什么比光速更快了。因此,多虧了麥克斯韋和愛因斯坦,我們知道光速或者說光與許多其他現象都聯系在了一起。

所以光速不是設計的,也不是巧合,而是它就在那里,只不過人類以自己定的米或者千米的方式計算出來了,假設現在有個外星人和你理論,它們會用其他單位來說,但是光速不論是誰測,怎么測,用什么單位,都是固定的。

用戶回答2:

首先,感謝頭條官方邀請!相對論中提到過,光速是宇宙中最快的速度,因此沒有任何物體能夠達到光速!但是光不一樣,通過雙縫干涉實驗,我們知道光具有波粒兩象性!當物體的速度越快,其質量也會越來越龐大,并且維持過快的速度需要極其恐怖的能量!但是光不同,當光呈現出粒子形態的時候,它的靜態質量為0,因此它不會承受質量和能量的限制!因此光子永遠不會停止,它以波的形式向外擴張,其速度約為每秒30萬千米。

但是光的傳播速度和介質是有差異的,在不同介質的傳播速度也是不相同!舉個簡單的粒子當氣溫達到絕對低溫的時候,光子將會被凝結,因此光速將會降為0。這在實驗中已經被證實。

前面所講到了,光子的靜態質量為0,但是它卻蘊含著質能和動能,通過對伽馬射線等其他宇宙射線觀測,你會發現它們幾乎都是以光速傳播的。因此當光遇到質量和密度無限大的天體時,它會被扭曲,這個天體就是黑洞!黑洞具有著強大的引力和質量,你可以想象一下,把地球壓縮為黑洞其直徑只有1.6厘米,把木星壓縮為黑洞直徑為5厘米,把太陽壓縮為黑洞,直徑才10公里!

通過相對論,我們得知當物體質量達到一定程度的時候,時空會受到扭曲和拉伸, 如果我們拿手電筒去照射黑洞,你會發現光被扭曲,并且被吸了進去。但是光速并沒有暫停,只是它周圍的時空被拉伸了,因此你才會看到光被扭曲這一現象!

因此在宇宙之中,只要是物質,就會具備質量和能量!只要是物質,其傳播速度永遠無法達到光速,甚至超越光速!

我是宇宙V空間,一個科普天文愛好者!

用戶回答3:

光速現在是一個重要的物理常量了,光速為299792458米每秒,大約30萬公里每秒,光速是宇宙中具有靜止質量物體運動不可達到的極限了。在我們這個宇宙,也可以說光速是被設計出來的,或者說是造物主精心調整出來的。

談到光,就離不開愛因斯坦,他在中學時了解光就是電磁波時,就假想過如果自己能和光一起賽跑,會看到什么現象。在1905年,愛因斯坦提出了狹義相對論的基本假設之一,光速不變原理,也就是講,在任何慣性參考系中,真空中的光速是不變的,約30萬公里每秒。

乍聽起來光速很快,但是一旦涉及到地球之外,在茫茫宇宙中,都是以光年來計算距離。聽到光年這個詞,我們立刻會覺得光速好慢,例如銀河系的尺度在20萬光年,為啥宇宙這么大,而速度的上限卻這么低呢?

光速c和其他物理常量一樣都是迷之存在,讓無數科學家們困擾,我們的宇宙剛好被造物主調教成這樣的常數,也許其他的多種宇宙,物理常數和我們完全不一樣,光速也許是最低速度,也不得而知。

用戶回答4:

光速剛好接近每秒30萬公里確實是巧合,但不是人設計的。

光速并沒有正好等于30萬公里/秒,準確地是299792458米/秒,即299792.458公里/秒,不過的確很接近30萬公里/秒,這也確實是巧合,因為人們確實是先定義的“米”和“公里(千米)”,后測的光速。最初“1米的長度”定義為經過巴黎的經線上從赤道到北極點距離的千萬分之一,這是十八世紀末確立的,而光速是十九世紀末測定的。而從1983年至今,人們把1米的長度定義為“光在真空中于1/299792458秒行進的距離”。

國際米原器

為什么沒有定義為1/30萬秒行進的距離,應該是為了保持原來的長度量度。光速的大小在那,誰也沒有設計,目前誰也設計不了,因為它關系到宇宙中最本質的東西。

光速大小接近30萬公里/秒的巧合只是因單位的人為定義等表示形式的巧合,從人為因素考慮是形式上的設計。

當然光速大小剛好接近30萬公里/秒也與單位有關,如果當初把米定義為五百萬分之一,光速就變為60萬公里/秒了,如果把米定義為五百零一萬分之一,光速就不到60萬公里/秒了,如果當初把“秒”定義為現在的一半,那光速就變成15萬公里/秒了,如果把光速用二進制表示就更不是30萬公里/秒了,如果……,從這個角度看,光速大小確實是被“設計”出來的。但人們只能通過改變表示速度的單位來“設計”光速的大小,設計的只是光速的表示形式,卻改變不了光的運動特征屬性,也就是說人們改變的只是光速的表示形式,而改變不了它的內容實質,即設計不了真正的光速。

光速不變原理的闡釋,真正的光速人是也設計不了的


光速是空間與時間的比值,相對論告訴我們時空具有相對性,但光速卻是不變的。也就是說時間和空間同時變化,正好光速不變。光速不變正是時間和空間都具有相對性的體現,因此光速就是每個時空普遍相同的基本特征。所謂的光速不變原理是指光在真空中的傳播速度對于任何參考系是不變的,與觀察者和光源的運動狀態無關。因為不同的參照系對應著不同的時空,而每一個時空的時間和空間雖然都變化,但它們卻具有相同的基本特征,也就是都具有相同的光速,因此光速對于不同的參考系也是不變的。

由上可知,光速接近30萬公里/秒確實是巧合,是單位定義的巧合,但人是設計不出光的運動實質,也就是說真正的光速不是人設計的。因為光速是宇宙最本質的客觀屬性,不以人的意志為轉移。如果人們能設計真正的光速,人們早就有能力超越光速了,光速也就不會是最高速了,也就不會不變了。如果非要說誰設計的,那只能說是宇宙。

用戶回答5:

光速大約是30萬千米每秒這只是一個近似值,其值大約是299792458 m/s。光速的實值我們永遠都無法精確知道,因為任何測量都是存在誤差的,所有測量出來的數據都是近似值,我們只是取有效數字及保留相應的誤差即可。

各種物理常數都是測量出來的,我們只需要按照自己的實際需求保留一定的有效數字,即取近似值。數學上也存在很多近似數字,比如圓周率派,我們通常只取兩位約等于3.14,其精確值是一個無限不循環小數。


我們通常所說的光速是光在真空中的傳播速度,是宇宙中最快的速度。至于光速為什么會是30萬千米每秒,而不是50萬千米或者100萬千米?忽略數學上的計數法(十進制、二進制等),這與其所采用的計量單位有關,在物理學上這被稱之物理量綱。

速度是描述物體在單位時間內運動快慢的物理量,采用單位時間內物體所通過的路程來描述,即長度與時間之比。長度的單位是人為規定的,時間的單位也是人為規定的,它們都是基本物理量。其實我們把物理單位的定義改一下,就能使光速變為一米每秒。

其實在歷史上各種物理單位的定義就經常變動,其標準值也是在近現代才完全確定下來的。銫133原子基態的兩個超精細能階之間躍遷時所輻射的電磁波的周期的9192631770倍的時間被定義為一秒。由于科學家們發現了光速不變原理,長度單位米在1983年被定義為光在真空中1/299792458 秒的時間內所通過的距離。

如果我們將米的定義改為光在真空中1秒的時間內所通過的距離,那么光速就變成“一米每秒”了。然而這并沒有多大的意義,為了保持文明的傳承性,我們只是為舊標準賦予了新的定義,使其更加穩定準確。

也許外星人就使用和我們不同的單位?它們的光速在數值上就與我們不同。因為都處于同一個宇宙,不管數值怎么變,光速是不會變的。

如果你要問為什么光速是一個恒定值?這個沒法回答。

這里我們會發現一個事實,受限于人類的認知能力,有些問題可能永遠也沒答案。就好比你問為什么會有宇宙?宇宙中又為什么會誕生生命?這些問題我們都沒法回答。只能說事實就是如此,沒有為什么。

存在即合理。

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用戶回答6:

光速剛好是30萬公里每秒這個說法其實并不算準確,因為我們所說的光速為30萬公里每秒,其實說的是近似值,光速并不是剛好是30萬公里每秒。

準確點來說,光速應該是299792458米每秒,跟30萬公里每秒是很接近的,通常我們為了計算方便,就取光速為30萬公里每秒,其實這是光在真空中傳播的速度。有人或許會有一個疑問,那就是為什么光速就是30萬公里每秒,雖然說這里的30萬公里每秒是一個近似值,但是還是讓人不得不思考一下,是什么限制了光速呢?

光速是什么數值其實并不重要,重要的是光速為是一個固定值,而這一個固定值就不得不讓人有點懷疑,光是不是被設計出來的,要不然為什么光速是一個固定值呢?其實可以說這是一種巧合,也可以說這就是被設計出來的,宇宙的萬物,其實都存在著某種巧合,光速也是不例外的,至于說為什么會這樣,其實所謂的設計,并不是指的是光速是被“神”所設計出來的,而是大自然設計出來的。

或許有人會有這樣的疑惑,那就是為什么光速剛好是那個數值,而不是其它的呢?比如說20萬公里每秒,或者是40萬公里每秒呢?實際上討論數值的多少完全是沒有意義的,因為時間和距離本來就是人為定義的,光速的多少,其實也算是人為定義的,如果換一種標準,光速可以是20萬公里每秒,可以是40萬公里每秒,甚至是任意一個數值。

問題的關鍵所在其實在于為什么光速是恒定的,而不是可變的,很久以前,人們認為光速是無限大的,后來發現并不是這樣,宇宙誕生于一場大爆炸,而如果光速是無限大的話,那么就意味著宇宙不可能會有過去,所有的一切都會是現在,這樣就很矛盾了,所以光必須有一個速度,而麥克斯韋方程組很好地計算出來了光速的確定值,計算出來的數是多少那就是多少,一切都是大自然設計好了的,也可以說是巧合。

用戶回答7:

光速的精確數據并不是每秒30萬千米,而是299792458m/s,這個速度數據有設計,更有科學家們幾百年來的孜孜以求的測量。

光速測量的鼻祖是科學先驅伽利略,他在1638年就嘗試進行了光速測量,他的方法很簡陋,兩個人在相隔1英里的山頭,相互觀看對方燈光遮蓋,并用秒表計時。人眼反應太慢,這種方法太簡單原始,當然無法測出光速,但開啟了探測光速的先河。

丹麥天文學家奧勒·羅默首次采用科學的方法對光速進行了測量,他用的方法是伽利略發現的“行星掩星”現象;再后來阿曼達·斐索、萊昂·傅科等科學家們一代接著一代,用光線折射疊加計算的方法進行了實驗,使光速越來越接近準確數值。

一直到1972年,美國科學家們利用激光干涉法這種現代科學方法,終于在實驗室里精確的測量出了光速,得到了光速值是299792.4562±0.0011m/s。這已經是最精確的光速了,但為什么還有正負誤差呢?這就是因為“米”的定義問題,當時“米”的定義是通過86-氪605nm的光譜線給出的,它的精度限制了光速精度的進一步提高。

所以談到光速是不是設計出來的,就必須談到“米”這個計量尺度的來歷。其實“米”這個表示長度的單位,定義過程也經歷了幾百年復雜的測量修正過程。

最早的“米”是1790年法國科學家組成的特別委員會提出的,建議以通過巴黎的地球子午線全長的4000萬分之一作為國際長度單位~1“米”。

何謂子午線?就是地球的經線,從南極到北極畫一根線,把地球像破西瓜一樣切成兩半的那根線。

這個提議于1791年得到了法國國會的批準,從此成為一個國際長度單位。為了使“米”能夠準確,需要制定一個表征米的基準器。我們一些吃瓜群眾可能以為這有什么難的,用木頭或者金屬做一根尺子不就行了,我們平常用的不都這樣?

可大家想過沒有,我們平常用的米尺是以哪里的為依據來制定的呢?如果這個依據不準確,失之毫厘差之千里,傳來傳去不就完全亂套了?

因此無論什么東西一旦成為世界標準,上升為基準的東西,就不是那么簡單了。

為了確定“米”的準確長度,天文學家捷梁布爾和密伸率領一個專門的隊伍,從1792年到1799年經歷了8年工作,精準測量了法國敦刻爾克至西班牙巴塞羅那的子午線距離,根據測量結果制造了一根3.5毫米x25毫米扁型截面1米長的鉑桿,由法國檔案局保存,稱為“檔案米”。從此全世界的“米”都以這個“檔案米”標桿為準。

為什么以鉑桿制造?就是因為鉑的穩定性更好。但國際標準可不是我們肉眼看看差不多就行了,隨著時間的推移,這根“檔案米”變形越來越嚴重。

為了解決這個問題,1872年,科學界以“檔案米”為長度依據,用鉑銥合金(90%的鉑和10%的銥)重新制造一種長度標準,叫“米原器”,以此代替了“檔案米”。米原器制造了31根,截面呈X型,把檔案米長度刻線刻在這根截面X型的長條凹槽上,線寬度為6~8um。

國際計量局選擇了1根為6號的米原器放在地下室保存,其余尺子作為副尺分發給各國作為標準使用。

這種米原器并不是什么時候都是準確的1米,準確的表述是:在零度(攝氏度,后同)時,此尺中間的兩線段之間長度為1米。

1927年,第七屆國際計量大會對“米”又提出了更嚴格規定,要求米原器不但要在零度中,還要在1個標準大氣壓情況下,才能算數。并且對放置條件做了具體詳細規定,比如放置在什么架子上、水平狀態和濕度等等都有嚴格規定。

但即使這樣,還是沒有辦法解決極其微小的變形和精度問題,比如刻度線的寬度也有6~8um,測量精度只能達到0.1um等。這些都是重大缺陷,而且米原器一旦損壞,再也沒有復制標準,復制品誤差將會越來越大,越來越無法保證精度。

因此找一種自然量值作為基準度量單位就成為人們的希望。

上世紀50年代,寬度很窄的氪-86同位素譜線被發現,1960年第十一屆國際計量大會對米的定義做了更改,確定“米”的長度等于氪-86原子的2P10和5b1能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍。

這種以自然量來確定“米”長度精度的方法,再也不需要為時間、溫度和壓力導致的材料變形擔憂了。但隨著光速測量的精準,發現光速在真空中的速度更為穩定和精確,為了把“米”的精度更明確的定義,以及為了光速能夠成為一個整數,1983年在巴黎召開的第十七屆國際計量大會上,又再次重新規定了“米”的定義,即:1米為光在真空中1/299792458秒時間間隔內行程的長度。

這樣,光速就成為了1個整數,而“米”作為國際標準長度計量單位,也從過去的以地球子午線為標準做了些許微調,以光在真空中的傳遞速度為依據定下了一個永遠不變的尺度。

從上述光速測量過程和“米”作為國際長度標準的制定變遷,可以看出,科學是一個非常嚴謹追求的過程,世界上不管是光速還是國際度量單位,都經歷了一代代科學家精益求精的實驗和驗證,才成為今天的樣子。

所以,嚴格說來,科學發現和理論知識沒有巧合和設計,只有對宇宙大自然的不斷挖掘和認識,都是宇宙中本來就存在的自然規律,這種規律我們可以發現和利用,但無法改變。

至于怎么表述這些規律的發現,則可由人類根據世俗習慣定義來確定,帶有很強的主觀性。比如如果人類把光在真空中的速度定為每秒500000000米,也無不可,但光速本身并沒有變化,而是人類把“米”的定義縮短了而已。

就是這樣,歡迎討論點評。

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用戶回答8:

光速是299792458m/s,平時計算的時候為了方便,直接把它當作30w,畢竟無論是在理論中還是現實中,30w相比較而言都更加順口。理論計算中倒是會用準確值。

哪有這么巧合的設計,方便才是原罪,懶惰才是進步的動力。自然對數有時也取值2.72,圓周率也取值3.14。世界上沒有這么多陰謀論,更多的是被害妄想癥。

用戶回答9:

光速并非“剛好”30萬公里,問這個問題的人可以說根本不知道光速是多少,更不知道光速的數值是怎么來的。

事實上,光速并非一個整數,而是一個看起來非常隨意的數字。我們對光速的定義是:在真空中,光速為299792458米/秒。之所以要注明是真空,因為在其他介質中光速會變,但只有真空中的光速才是標準數值。

那么,為什么光速會是這么一個隨意的數字呢?其實,這個數字雖然看起來很隨意,卻不是某些人想象那樣拍腦袋拍出來的,而是根據嚴謹的理論與計算得出來的結果,同時,這一結果早已被無數次的試驗證實了的。

英國物理學家詹姆斯·麥克斯韋在19世紀建立了一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關系的偏微分方程。它由四個方程組成,可以推論出電磁波在真空中以光速傳播,并由此推導出光速來。后來,麥克斯韋的電磁波預言被赫茲在實驗室中證明。

這是最終簡化了的公式,其完整的推導是非常復雜的,相信能提出這種問題的人絕對不會去看推導公式的。

用戶回答10:

答:光速是物理學常數,由我們所在時空的屬性決定;而長度單位“公里”是人為設定的,光速數值在不同單位體系下有區別,但是光速本身不會變化。


根據相對論的描述,光速是我們宇宙中物質運動的最快速度,而且光在真空中的傳播速度是不變的,數值大約為299792458 m/s(約30萬公里每秒),這個數值是人類通過儀器直接或者間接測定的,有一定的精度誤差。

物理學常數和數學常數不一樣,數學常數是固定的,理論上可以計算數學常數的任何精度,比如圓周率,只要計算機工作足夠的時間,我們就能計算圓周率的任何精度。


但是物理學常數不一樣,很多物理學常數有量綱,數值由儀器測量得到,物理學常數也有一定的精度,無論我們的儀器多么精密,物理學常數的測量都是存在誤差的。

光速本身是我們宇宙的基本常數,在我們人類制定的標準單位下,數值大約為30萬公里每秒,并在不同的單位下數值有差異。

速度是物體移動距離和所用時間的比值,長度和時間都屬于基本單位,需要制定標準,人類根據銫-133原子基態的兩個超精細能階之間躍遷時,定義輻射電磁波周期的9192631770倍時間 為1秒,還定義光在真空中一秒內,行徑距離的1/299792458為一米;然后就有了光速為299792458 m/s。


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用戶回答11:

首先,光速并不正好是每年30萬公里,而是c=299792458米/秒,30萬公里只是一個近似值,為了方便大家理解記憶!

是什么數值并不重要,重要的是光速有一個固定的數值,是巧合還是設計出來的?

是巧合,也是設計出來的!宇宙萬物都是在各種巧合下出現的,光速當然也不例外!為何說是被設計出來的?不要誤解,不是被“神”設計出來的,而是大自然設計出來的!

有些人可能會困惑,為何光速剛好是那個數值,不能少點或多點嗎?比如為何不能是40萬公里每秒?

首先要明白一點,光速不可能是無限大的,如果是無限大的,宇宙萬物都不會形成,也不會有過去將來,所有的只有現在,只有此時此刻!

既然光速不會是無限大的,它就會有一個數值,那么問題就很簡單了,我們只需要計算出來這個數值就可以了!

而麥克斯韋方程組正好計算出了光速就是c=299792458米/秒(具體怎么計算的可以搜索了解下),而不是其他數值!就是這樣,不要想得太復雜!

話說過來,如果光速是40萬公里每秒,有人肯定還會問為何不是50萬公里每秒?這或許就是標準的“杠精”吧!

您說呢?

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