根據光速不變的定律,我們在各個方向測得的光速都一樣嗎?
是一樣的。
其次題主所言:我們在宇宙是以一種速度和一個方向在運動,還有光速在各個方向有差別。
①並不是一種速度,而是千萬種速度,因為速度的定義是在參考繫上的,否則就沒有意義。如果以我們自身為參考系,地球的速度就是零;以太陽參考系,那速度就是大約30公里每秒;還有那個240倍的子彈速度,應該是太陽以銀河系中心為參考得出來的。
②方向的問題,和上面一個道理,很多的
③對於光速是不是應該在不同方向上顯示出差異呢?其實這個實驗幾個世紀前就做過了,叫做—邁克爾遜莫雷實驗。大概意思就是設置一個裝置,讓一束光透過稜鏡,分成兩束光,呈90度的夾角,此時因為以太的存在,兩束光的速度會發生改變,以致讓返回的光到達時間不一致。但是實驗的結果卻是光總是一起到達。
這就導致了以太學說有了動搖,之後愛因斯坦便提出拋棄以太,直接建立了狹義相對論。
你的理解有誤,光速不變定理是基於實際觀測而得出的結論,確切的說,我們地球在自轉,而我們無論朝何種方向測定的光速都一樣。根據光速恆定的這一結果,愛因斯坦推導出了狹義相對論(實際推導過程較為複雜,而高中物理課本有一個簡化版的推導,但實際上那個過程是把狹義相對論作為條件推導出來的公式,而非利用光速不變性質推導出定理)。根據狹義相對論推導出的結果發現,時空與速度的關聯性,我們的時空並不是均勻平坦的,隨著速度的變化時間和質量都會發生變化。
這個問題,可以從一個更大的方面來類比討論。假設你以時速5公里繞地球跑步,不管你往東還是往西,都是5公里,地球自轉的速度對你無意義。同樣我們計算地球自轉的速度時,完全也不會考慮整個太陽系的速度。同理,銀河也在高速旋轉,太陽系跟著第三旋臂在運動,其實這個速度已經很可怕了,但是感覺得出來么。最終,整個宇宙空間在超越光速膨脹,而在整個宇宙系統內,光向哪個方向跑速度不都一樣么。要能測出不同,必須超出這個宇宙系統之外。
是一樣的,這個在一百多年前就做過這樣的實驗,叫邁克爾遜莫雷實驗,關於這個實驗的具體內容步驟你可以去網上查一下。大概的內容就是將光向四個方向射出,測量其速度都一樣,但是地球在宇宙中是沿著某個方向告訴運動的,所以證明了光速不變。
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