假設光的速度是恆定的,那麼整個物理學的世界,會變成什麼樣子。
這個問題丟擲來,除了學生們交頭接耳之外,在場的物理學家們也是皺起了眉頭。
這個假設,違背了牛頓力學的絕對空間以及靜止參考系的觀點。
看看元霄怎麼自圓其說。
元霄很滿意,他有留意到系統的傲世指數不斷增加。
為了尊重原發現者,元霄還是決定將理論稱之為愛因斯坦的相對論。
“現在我們有了個認為是正確的假設,”元霄播放著PPT,“那就是光的傳播不需要介質,而且速度恆定。
在這個前提下,我們很快會發現,觀察者不論處在怎樣的運動狀態,看到的光速都是一樣的。
如此一來,對於兩個地點發生的事件的同時性,將會產生分歧。”
這段話有點燒腦,元霄知道大部分的人都聽不懂,他展示出畫面,開始舉例說明。
比如一艘宇宙飛船,正在以極高的速度進行勻速直線飛行。
在飛船裡面的人,做以下的實驗。
首先在飛船的頭部和尾部的同等高度,各自安裝一個光子探測器。
一旦有光子到達,探測器立即就會點亮提醒。
接下來,在兩個探測器正中間的位置,放一個光子發射器。
然後操作光子發射器,分別向飛船的頭部和尾部,同時發出光子。
其結果是,在飛船裡面的人,必定會看到兩個探測器同時亮起來。
因為光子到達頭部和尾部的時間是一樣的。
這個結果以牛頓力學的解釋,也可以成立。
因為勻速直線運動狀態,和靜止狀態是等價的。
因此飛船雖然以極高的速度飛行,對於飛船內部的人而言,和靜止沒有任何的區別。
光子必定同時間到達飛船的頭部和尾部。
但是對此後延續的推導,相對論卻不一樣。
牛頓力學認為時間和空間是絕對的,這裡產生變化的是光速。
故此,對於飛船外的人,看到的也是飛船頭部和尾部的探測器同時亮起來。
比如這艘飛船,相對於布魯雅星球做著高速勻速直線飛行。
那麼在布魯雅星球上,觀察飛船的某人,相對於飛船就是靜止了。
這是因為光子發射器在中間位置發射光子之後,船頭在不斷遠離這個光子,相反船尾則是不斷接近這個光子。
但是光速是變化的。