光速面临的三大问题(二)

轻舟没有万重山 2025-03-12 03:00:03

光速面临的三大问题二。

接上一个视频,试想若光速无限,那么宇宙中任意角落的事件都将瞬间波及整个宇宙。诸如超新星爆发释放的高能光子将同时轰击地球,其累积能量足以毁灭人类文明。

在光速无限的宇宙中,事件发生的顺序将陷入混乱,因果关系的认知也将变得模糊不清,红移现象将不复存在,宇宙背景辐射也将隐匿无踪,也就无法窥探宇宙的过往。整个宇宙或将无限扩张,所有恒星的光芒同时照耀地球,夜空将永无黑暗。

光速的不变意味着宇宙中任何事件的影响范围都是有限的,这个范围便是光锥。因此有了光锥之内皆是命运,光锥之外皆是虚无的说法。光子仿佛被宇宙赋予了特殊使命,成为速度极限的承载者。但为何宇宙偏偏选择了光子而非其他粒子?

其实宇宙限制的并非光速本身,而是需要维护因果律。没有因果律的宇宙信息量将无限膨胀,违背能量守恒定律成为无法修复的漏洞。而因果律的实现必须依赖于速度极限的存在。光子只是恰好扮演了这一角色,其他粒子同样有可能达到光速这一数值,只是光子因最早被发现且普遍存在才得名光速。

光子为何自诞生起便是光速,无需加速过程?这需要摒弃经典物理学的观念,拥抱能量量子化的新概念。在经典物理学中,万物皆连续,能量传递亦是如此。但是这一观念在19世纪末遭遇了严峻挑战。物理学家发现连续性概念无法解释黑体辐射和电子轨道跃迁等微观现象。

黑体辐射中的瑞利金斯分布若按连续性思维推导,将导致紫外灾难,与事实大相径庭。唯有将光量子化、极光以一份份能量的形式存在,才能完美诠释黑体辐射光谱。普朗克虽率先提出能量离散性,却一度认为这只是为解释实验而拼凑的权宜之计,内心仍倾向于连续性。

谢谢观赏,下集再续。

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