光速究竟有多快？颠覆你所知道的宇宙！

萝莉Small_Lo

人类对于光速的认识经历了漫长的一段过程，在17世纪之前人们认为光速无限大，后来天文学家通过天文观测证实光速是有限的，再后来物理学家通过实验测出光速大约为30万千米/秒。
光速蕴含着宇宙的秘密。到了1905年，阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）提出了狭义相对论，人类对于光速才有了根本的认识。爱因斯坦认为，空间和时间是相对的，光速是连接这两者的常数。
现在我们都知道，光的速度是恒定的，没有什么东西能比光速更快。不过，这样的表述不完全准确。其真正涵义是，任何携带信息和能量的物质都不可能超越真空中的光速。真空中的光速为299,792,458米/秒，事实上这个数值是人为定义的，没有任何的误差。

光在通过介质时，其运动速度会减慢。例如，当光通过玻璃时，其速度降至真空的三分之二。即使是在空气中，光的速度也会轻微减慢。这种现象与光的本质有关，因为它是一种电磁波。
当光通过介质时，其电磁场会扰动与之接触的带电粒子。然后这些扰动使介质中的带电粒子以相同的频率辐射出光，但这个电磁波与之前的相比存在一个相移。由这些扰动产生的电磁波与原先的入射电磁波相叠加，使波长变短，但频率不变，从而速度减慢。简而言之，光波与介质中的带电粒子发生作用,导致光速放慢。
有趣的是，物质的运动速度可以超过介质中的光速。事实上，当来自深空的带电粒子（宇宙射线）穿过地球大气时，它们的行进速度比空气中的光速还快，此时会产生发出淡蓝光的切伦科夫辐射。

尽管拥有静止质量的物质无法超越真空中的光速，但时空本身是一个例外。通过观测，天文学家发现距离越远的星系远离我们的速度越快。由于宇宙的年龄为138亿年，我们只能看到138亿光年之内的星系。而在138亿光年之外的星系，是以超光速在远离我们而去，我们永远也看不到它们。这里之所以会出现超光速的情况，是因为时空本身在不断膨胀，因此与狭义相对论并不矛盾。事实上，可观测宇宙的跨度达到了930亿光年。

另外，我们可以用光来表示从一个地方到另一个地方需要多长时间：
从地球到月球：1.255秒；
从地球到太阳：8.3分钟；
我们的太阳到距离最近的恒星（半人马座α星）：4.24年；
跨越我们的银河系：10万年；
从我们的银河系到距离最近的螺旋星系（仙女星系）：250万年；
从地球到光的尽头：138亿年。