当真空中光速为0时有什么现象 小论文 不用很长

【专家解说】：假设在真空中存在一个二维坐标系O（惯性系），有一光源M从原点出发，以光速C沿X轴正方向运动，同时向前发射光束。根据光速不变原理，不难推出，在与光源相对静止的另一个惯性系O`中观察到光前是一束，而在惯性系O中观察到的是另一番景象：由于光子与光源的运动方向相同，速度皆为C，二者相对静止，光的相对速度为零，所以在发光口出形成的不是光束而是光球。就是这么奇怪，相互矛盾的两个推论。 光速为零，且是相对的，在真空中是不大可能的，但在介质中是有希望的。早在三年前，我就在《洛阳日报》科技版上看到了美国一家科研机构声称他们在钠原子凝聚状态下使光的速度降到了17m/s的报道。无庸质疑，介质的性质可以影响到光的速度，但究竟是哪些性质对光速有影响？很容易会想到密度，但水晶石的密度远远超过砖块，为什么光可以穿过水晶石而不能穿过砖块？可见密度不是最根本的原因，那是什么呢？ 撇开介质的因素不说，如果光速真的可以为零，那将是一番什么样的景象？ 假设可以完成这样一个实验：让光源发出的光通过介质，然后改变介质的性质，使光的速度降到零，最后撤去光源，那么，光便停在了其中，无头无尾。无论这种情景是否存在，只从理论上分析，应该是可以的。 再改变介质的性质，使其回到原来的状态，那么，原来静止的光束会有什么样的变化？是原速前进还是继续静止？ 后来又看到报道说，在实验室里，科学家们已经使光速停止了下来，但这种“停止”不是真正的停止，停止后还可以恢复到原来的速度继续前进。这我就真的很难理解了。 既然光已经停止了，那就是说明光子已经失去了它的动能，那么，即使介质恢复到原来的性质，光子也不可能再获得这部分动能而继续前进。就象一个运动的小球在摩擦力的作用下逐渐静止在粗糙的平面上一样，它的动能以热能的形式传给了平面，平面不可能再把这部分能量转变成小球的动能。就算光子真的可以获得原来的能量，那也只能是象水分子一样做毫无规律的布郎运动。子弹获得能量后能向前射出，是因为有枪栓的限制，活塞获得能量后能上下运动，是因为有气缸的限制，光子有什么来限制呢？ 光子的本质到底是什么呢？ 物质，能量，还是二者兼有？ 光子的能量是以什么样的形式存在着呢？动能，势能，热能，磁能，还是其他的什么形式？ 物质和能量是以什么样的形式结合在一起的？运动的小球失去动能后还是小球，U235失去核能后就不再是U235了，光子像小球，想U235，还是两者都不象？静止的“光子”还是不是光子？能量是否可以脱离载体而单独存在呢？ 如果光子是物质，那么光子有质量吗？ “物体的引力能使光线弯曲”，黑洞的巨大引力使经过它旁边的光线发生弯曲甚至是被吸收，根据万有引力定律（F=GMm/R2）可知，光子应该是有质量的，也只有在这种情形下，才有可能被吸引。 如果光子真的有质量，那么光子有惯性吗？ 在光速不变原理中，特意强调了真空中的光速与光源的运动没有关系，从中可以推出光子没有惯性，即是没有质量。如果这个推论成立，则有了下面这个有趣的现象： 假设在引力可以忽略的宇宙空间中存在一个二维坐标系，有一个光源从y轴负半轴出发以速度v匀速向正方向运动，当经过原点时开始发射垂直于运动方向且与x轴正方向相同的光束，那么以坐标系为惯性系将会观察到如图的光束：连接x轴和y轴；向远离原点的方向匀速运动；∠Ａ＜45度；只有V=C时，才有∠Ａ＝45度，但这是个极限。 光速是速度的极限，是根据相对论速度叠加公式U=（U`+V）/（1+U`V/C2）推出来的，“如果U`和V都很大，例如十分接近光速，它们的合速度也不会超过光速，也就是说，光速是速度的极限”。 在此所说的速度就应该是相对地面的一个相对速度，虽然绝对速度不能超过光速，但相对速度却可以（推测）。粒子对撞机所利用的就是粒子间的相对速度吧？ 如果让两个相对运动的粒子速度都为2C/3，那么他们的相对速度就会超过4C/3，即使他们的速度都是C/2，那么它们的相对速度也大于C，因为有相对论的存在（相对论认为，高速运动的物质通过单位距离的实际时间要比理论时间短）。 在狭义相对论基础上，爱因斯坦有向前迈了一步，发展到了广义相对论，按照广义相对论的说法，由于物质的存在，实际空间并不是均匀的，而是弯曲的，由此，我想到了天文学上的“虫洞”。 人们平常说的空间是一个三维空间，把三维空间抽象成一个平面，然后弯曲，如图所示，那么在弯曲形成的两个平面间就有可能形成“虫洞”。从A到B，如果沿面走常规的路线会十分漫长，如果经过“虫洞”将会十分便捷。“虫洞”之说在天文学上有着重要的意义，如果没有空间弯曲就不会有“虫洞”之说。