根据现有的理论,光速在true 空中的传播速度是宇宙中最快的局域速度,其值为299792458m/s,光速的true 空值是人为定义的,其小数点后都是零。既然定义了光速,为什么不四舍五入到3亿
根据现有的理论,光速在true 空中的传播速度是宇宙中最快的局域速度,其值为299792458m/s,光速的true 空值是人为定义的,其小数点后都是零。既然定义了光速,为什么不四舍五入到3亿米/秒?
这个问题涉及到人类认识和测量光速的过程。起初,人们普遍认为光速没有上限,因为它只要一发光,就能瞬间照亮周围,被远处的人看到。伽利略对此表示怀疑。他试图通过实验来测量光速,但结果失败了。伽利略意识到,如果光速不是无限的,那么这个速度必然会达到它的最大值。
光速的测量继伽利略之后,天文学家奥勒·罗默通过木卫一日食首次证实了光速存在上限。此后,惠根斯基从罗默得到的数据计算出光速为22万公里/秒,虽然这个数值低于实际值,但却为人类测量光速打开了大门。
随着科技的发展,物理学家提出了一系列测量光速的方法,如飞行时间法、谐振腔法、激光干涉法等,使得光速的测量精度越来越高。比如飞行时间法测得的光速为298000km/s,谐振腔法测得的光速为299792.5km/s,激光干涉法测得的光速为299792456.2m/s。
光速的不确定性到了20世纪70年代,光速测量值的不确定度已经变得很低,仪器的不确定度已经很小了。但是有一个因素会一直影响光速的测量,那就是1米的长度。
以前,人们用米原始人来定义1米的长度。大米原型是铂铱合金,精确测量其长度极其困难。而且随着时间的推移,原有的米本身会发生变化,导致1米标准长度的不确定性,这也使得光速测量值的不确定性始终无法消除。
光速的测量已经足够精确了,基于最初的米的标准。并且考虑到光速是很特殊的,因为根据麦克斯韦电磁理论,这个速度是一个与参照系的选择无关的速度。于是,科学家们想把光速定义为一个确定的值,进而用光速来定义长度单位。
那么,光速的合适定义是什么呢?因为光速会决定1m的标准长度,而现实中很多参数都与1m的标准长度有关,所以光速的选择不能使1m的标准长度发生可测的变化,以免影响现有的参数。
因此,根据此前光速的测量值,科学家把光速确定为299792458米/秒。基于此,光在真空中前进1/299792458秒的距离就是1米的标准长度。这种改变只是让米的定义变得更加精确,但不会影响到此前的参数。如果把光速定义为3亿米/秒,1米的标准长度会出现将近0.07%的偏差,从而影响到那些与长度有关的参数。