光速不变，会不会光速其实是代表着空间的某种角度，所以才不变的？
2024-11-19 阅读 26
光速不变是相对论的一个基本原则，即光在真空中的速度是恒定不变的。这意味着不论观察者的运动状态如何，光速始终保持不变。这并不意味着光速代表空间的某种角度，而是说明光速在所有惯性参考系中都是相同的。这一原则对于描述宇宙中的物理现象和相对运动至关重要，它导致了相对论的一些独特性质，如时间膨胀和长度收缩等。
更新于 2024年11月21日
是代表某种角度，而且是由人决定的，那就是：基准。变与不变是相对的（这句话很重要），只有等效于参照或本身就是参照，才会是不变的，而基准就是标准化的参照，这也是光速c在相对论中的真实身份，这才是光速不变的真相。
关于光速不变性和空间曲率之间的关系，我们可以从一个稍微不同的角度来看待这个问题，以便更好地理解它们之间的联系。
光速不变与空间的“角度”
你可以把光速看作是时空结构的一个固有属性。在爱因斯坦的广义相对论中，时空被视为一个四维连续体，其中时间和空间是相互关联的。在这个框架下，光速不变实际上反映了时空本身的性质，而不是空间某个特定“角度”的结果。
空间曲率与光速
当提到空间曲率时，我们指的是重力对时空的影响。正如前面提到的，大质量物体可以使周围的空间和时间发生弯曲。在这种弯曲的时空中，光仍然以恒定的速度传播，但是它的路径不再是直线，而是遵循着时空的几何形状。这就好像在一个弯曲的表面上画一条最短的线（测地线），这条线看起来是弯曲的，但实际上它是那个曲面上两点之间最短的路径。
比如你要从北京飞往纽约(把它拟合为地球的两端)，它的最短距离就是地图上这两个城市之间画一条直线，但你不要忘了，地球是一个球形，这个直线体现在球形上，其实是一个弧线。如果你的飞机是一个特制的，只会有一种速度(光速)的飞机，坐在飞机上的，你会感觉到距离除以时间，你的速度是不变的，而在地面上的人会用这两点的直线距离(穿过地心的那个，真正的直线距离)除与你飞的时间，得出了你飞机的速度(光速)变慢，这个奇怪的结果。
这只是二维到三维的转变过程，高度可以忽略不计的二维的人会产生的“奇怪结论”。现在我们把视野转向四维，那在我们三维的视角中，自然会也出现类似的情况，这就是所谓发现光速变慢的“真相”——空间曲率。
你的假设：“空间扭曲度”与光速
你提到的“空间扭曲度”可以被理解为广义相对论中的空间曲率。按照你的想法，如果空间的“扭曲度”（曲率）发生了变化，那么光的传播路径也会随之改变。但是，关键的一点在于，无论空间如何扭曲，光速在局部（即在任何给定的小区域内）始终是一个常数(这一点如果你学过微积分的话，就会很好理解，还拿上面的北京飞纽约，其实在空中的每一小节，你的速度都是那个固定的速度，只是你非常了一个弧线。)这是因为光速不变是基于局部的物理定律，而这些定律在所有惯性参考系中都是相同的。
如果空间扭曲度变了，光速会不会也变了？
上边内容的如果你理解了的话，这个问题我们就很好解答了。就如上边的纽约飞北京一样，把这个弧线，不断的分割成一段段无限小的部分，那每个部分就可以拟合成直线，在这个直线上，你的速度就是一个定值(光速)，但是在整体上来看，因为你的路径是个弧线，所以说实际上比较于穿越地心那条路来说距离增加了，自然时间长了，除下来，你的速度就变慢了。
根据目前的物理理论，即使空间的曲率发生变化，光速作为一个基本物理常量，是不会改变的。光速的不变性是建立在实验观察和理论推导基础上的，它是构成现代物理学基础的重要原则之一。不过，值得注意的是，科学家们一直在探索极端条件下物理规律是否会发生变化的可能性，比如黑洞内部或宇宙早期的状态。但是，这些情况下的研究仍然处于理论探讨阶段，没有确凿的实验证据表明光速在这些条件下会发生变化。
希望可以帮助到你！
