偶然刷到b站视频:
【灵魂拷问篇-02问】时间到底存不存在?从狭义相对论到圈量子引力,一个视频,为你重塑现代科学时空观:https://www.bilibili.com/video/BV1vm4y1e7Gv
里面对光速不变性的解释
突然想到这么个东西,弹簧圈:https://haokan.baidu.com/v?pd=wisenatural&vid=7959112340369363701
感觉光可能这个有点类似,是个弹性体,而非刚体,这样的话,即使绝对参考系里,也能推出光速不变性(但这个和b站上大多博主理解光速不变性不大一样)。
这些理论,虽然大学也学过,但基本都是背公式做题的水平,压根没能理解通透过。这里假模假式的捋吧捋吧!
基础假设:撒出去的光子,泼出去的水
刚体速度:对于刚体模型,一端发力会完整传导到另一端,所以刚体2端速度完全相同
光速(弹性体)问题:光本身电磁波,通过场感应产生的,所以光源移动会立马传导到几分钟前发出的光子上?当然不是。光子一旦发出,就速度恒定跑出去了。简单类比:破出去的水,不可能受到盆的影响吧?(盆子向后移动,然后泼出去的水也跟着向后跑?想想还怪吓人的)
当然这个纯属个人假设,没有理论基础,万一光子离开光源后,还实时受到光源影响呢?
绝对的上帝视角
引入绝对视角:上帝,他手中有个绝对原点和绝对尺子(就是绝对坐标系)
由于他是上帝么?他可以看到3重平行宇宙
其中
张三和李四,位于运动的板车上(就是运动着的坐标系,比如地球就是板车)
宇宙1:板车绝对静止,光1秒跑了c,板车长度也是c
宇宙2:板车朝着右侧运动速度0.5c
宇宙3:板车朝着右侧运动速度1c
此时巧了,各个宇宙的科学家张三,都开始计算光速了,开手电
那么就会发现这个现象,
宇宙3:1s后,第一缕手电光到达了哪里?显然是A线,基于假设:光子非刚体,一旦离开光源,不会受光源移动影响
首先,宇宙3中的光整体运行距离,当然是2c,但这个第一缕光达成的么?显然不是,第一缕光,在3个宇宙中都是同时到达A的。
宇宙3多出来的距离,纯属光源移动,导致的光柱的拉伸效果达到的。
那么宇宙3研究员计算的光速多少呢?
从李四视角:他看到第一束光到达视网膜时间,以及最后一束光到达视网膜时间差多少?
第一束光会在B线处看到:时间0.5s
最后一束光等到李四移动到C线处:时间1.5s
得到光速:c/1s=c
可见即使对于运动的宇宙3,其中研究员依然会计算出正确的光速c(也就是和静止宇宙1完全相同的速度)
对于宇宙2,我们也可以得到一样结论。
也就是说即使存在绝对坐标系,也能解释光速不变性,光在任何运动参考系中,测试的速度都是c(运动的参考系,不会影响真理的结论)
知乎更通俗的解释
这一种理解,知乎上还真有类似解释:而且解释的更通俗易懂
民科心中的物理(虽然这个名字看起来很不靠谱):https://www.zhihu.com/question/298096903/answer/2257455377
简单来说,对于3个宇宙,同样时间内发出光波个数核定的,假如为10hz,单个光波长度x=c/10,但是由于宇宙3速度快,所以光线扫过路程更长,光波长就是2c/10=2x。(简单来说,由于光源朝着远处运动,导致光波被拉长了。红移,就这么来的)。但是由于宇宙3的李四,也在朝着光波,以速度c运动,就会导致他眼中光波又被压缩了。刚才被拉长了1倍的,现在又原样压缩回去了。所以李四眼中光波长还是x,波长不变,个数不变,所以总距离也不变。
那么进一步扩展
对于向左运动的光源,上帝视角看:光线扫过面积如下图的第一个图:
但是里面科研人员测试的各个角度光速都是一样的(也就是不论整个参考系怎么运动,光速在各个方向上都是均匀的)
其根本原因就是:光源运动后,导致的光波被压缩或者拉伸效应,由于另一个统计人员也在同步运动,会把压缩的光波再拉伸回来。导致此人看到的光波长和完全静止的参考系真实波长完全相同。所以光速也完全相同。
速度和速度不同
光的速度和常规理解的速度不同, 常规意义上速度,由于物体刚体,所以计算一端移动速度就可以看做整体速度。
而光可以看做弹性非常好的绳,一段拉动后另一端可以不受影响沿着惯性跑,所以2端速度可以是不同的,而速度差,是由自身的拉长(或者缩短)弥补的。这里虽然只有一个东西(光柱),但2头速度是不同的,这里的速度和我们直观理解速度,显然已经不大一样了。