為何光速會是299792458m/s?

2020-12-21 天文在線

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是的我們確信光速就是299792458m/s

你可能會問,這是怎麼算出來的?為什麼我們如此囂張地說我們是百分之百準確的?好吧讓我們來解釋一下

但這是難道不是不可能的嗎?但凡是計算就往往會伴有誤差,換句話說,百分之百的準確是不可能的,因為任何測量儀器都會有最小計數誤差?的確是這樣

然而,光速的確就是這個數字

怎麼回事?

好吧,讓我們考慮一下原子質量單位。 它是用於表示原子的質量的量度。

例如,質子的質量是1.072766 ..原子質量單位(或一些其他數值)。

電子的質量是0.000548597 ..原子質量單位(或一些其他數值) 氧原子的質量為15.9994 ... 原子質量單位。

但是碳原子的質量是12.00000000000000000000000000000000000000000原子質量單位,正好是12。猜猜為什麼?

因為我們定義了原子質量單位。如此一來, 如果去問其他人,一個原子質量單位是多少,他們會告訴您我們是從一個碳原子開始的,並將該原子的質量定義為12原子質量單位。

因此,你會發現,為了定義基本的度量單位(例如質量或長度),首先需要參考數值。 因此不能問「我們怎麼知道碳的質量剛好是12原子質量單位而沒有任何誤差」。 答案很簡單,「我們以這種方式定義它,我們沒有計算它,我們選擇它作為參考數值並定義了它那個數字」,然後使用該定義,我們測量所有其他原子等物質,因此所有其他原子和物質將永遠不會有一個特定的值,總會有誤差。

第二天,如果你定義你的身高為10等,根據這個定義,你的身高將會是10等,隨後,任何事物的長度都會根據這個「等」來確定數值。舉例來說,如果我比你稍微高一些,我的身高就是10.3474347892…等,但這永遠不會是一個精確的數值。但是你的身高是正好的10等。

所以如果有人問你:「嗨老兄,1等是多少啊」你就可以高興地說就是你身高的十分之一

同理,人們決定以「光速」作為標準,而不是將你的身高作為標準。因此,我們定義光在一秒鐘內傳播的距離為每秒299792458米。 (就像讀者你將你自己的身高定義為10等)

因此,1米的定義是光在1秒內傳播的距離的1 / 299792458。(就像定義一樣,1等就變成了你身高的1/10)

現在,下一個明顯的問題應該是,為什麼我們要基於時間測量來定義測量標準。(因為要計算1米的大小,我們必須首先計算1秒內光線的行進距離,這需要進行精確的時間測量,然後將其長度除以299,792,458)

好吧,我們這樣做是因為:a)我們先前的定義是基於物理物體的大小,並且這總是令人頭疼,因為大小會由於環境變化(例如溫度)而發生變化。

我們的計時測量非常精確。原子鐘在1015次震蕩中的誤差為1,這就是我們採取的精度

有關於「為什麼」的問題永遠不會有一個完全讓所有人接受的答案,因為其因果關係不總是清晰可見。

我們看到事件A,並詢問為什麼A會發生。 由於是發問者的角度,人們會覺得有事件A有特定原因。

但事實是,事物很少有唯一的原因,它通常是許多複雜事件的集合,從而導致該事件A。但是作為人類,我們發現將其歸因於一個或多個原因是最有效的。

現在回到為什麼光速是該特定值的問題,我首先要說我們不知道。 這與為什麼同種電荷會排斥而異種的電荷會吸引一樣,或者為什麼重力的影響隨距離的平方成反比這種問題相同。

這些都是事實,這是我們觀察到的真實現象。我們有許多原因,例如,如果光速不是這個確切的值,那麼我們生活的世界就會不是這樣。 但是這些論點似乎對我沒有任何意義。

「為什麼」這個詞似乎暗示著某個「智能物體」導致了如此之快的光速。如果真是這樣,那麼我們仍然不知道這個問題的答案,因為據我們所知,沒有任何「智能物體」的痕跡。

因此,我們目前尚無令人滿意的理由。

參考資料

1.維基百科全書

2.天文學名詞

3. quora-

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