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[动力]光的速度高达30万公里u002F秒，它前进的动力是什么？


[动力]光的速度高达30万公里u002F秒，它前进的动力是什么？
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[动力]光的速度高达30万公里u002F秒，它前进的动力是什么？

光无处不在 ， 它们承载着物体的信息在空间中传播 。 当我们接收到光 ， 就能知道光携带的信息 ， 从而看到发出或者反射出这些光的物体 。 我们不仅仅研究光的来源 ， 也会研究光本身 ， 人类对于光的研究由来已久 。
光速的研究
很早之前 ， 人类就试图去测量光的速度 。 但由于光速太快了 ， 快到人们认为是无限的 。 随着观测和实验的进步 ， 天文学家罗默最早测出了光速 ， 首次确定光速是有限的 。 此后 ， 实验精度变得越来越高 ， 光速也测得越来越准 ， 其大小约为30万公里/秒 。
在爱因斯坦创立相对论之后 ， 人们才进一步知道 ， 光速真的非常快 ， 因为这个速度是宇宙中的局域速度上限 ， 没有任何速度能够超过它 。 而且光速还十分特殊 ， 光只能以光速传播 。 更为特别的是 ， 无论是哪个参照系中的观测者 ， 所测得的光速都是完全相等的 。
基于相对论的光速不变原理以及人类对光速的高精度测量 ， 物理学家决定在没有对目前物理量大小产生可测影响的情况下 ， 把光速的大小定义为299792458米/秒 。 这样 ， 人类再也不用为精确测量光速而苦恼 ， 而且还能解决用于定义米的米原器存在误差的问题 。
无论是电子跃迁 ， 还是核聚变、核裂变反应 ， 或者是正反物质湮灭 ， 这些过程都会产生光 。 一旦光产生之后 ， 它们的速度就会瞬间达到光速 ， 而且始终会以这个速度传播 。 如果光没有被物质吸收 ， 它们不会在宇宙中消散掉 ， 而且速度始终保持光速 。 例如 ， 宇宙在138亿年前产生的第一批光子如今还在 ， 它们还以光速在宇宙中穿行 。
那么 ， 光是怎么达到光速？光又是如何保持光速？驱使光前进的动力是什么？
光的粒子性
如果从光的粒子性角度来解释 ， 光是由无静止质量的光子组成 。 根据狭义相对论 ， 既然光子的静质量为零 ， 它们的速度只能是光速 。 根据粒子物理标准模型的希格斯机制 ， 没有静质量的光子在穿过遍布宇宙的希格斯场时 ， 光子不会发生耦合作用 ， 所以它们不会获得静质量 ， 速度也不会从光速降下来 。
光子一旦被制造出来 ， 它们的速度就会直接达到光速 ， 没有从零到光速的加速过程 。 光子的传播不需要能量来驱动 ， 如果没有被物质或者黑洞吸收 ， 它们始终会以光速在真空中无限传播下去 。
光的波动性
另一方面 ， 如果从光的波动性来解释 ， 光的本质是电磁波 。 麦克斯韦电磁场方程组表明 ， 电和磁在本质上是统一的 ， 变化的电场会激发出磁场 ， 变化的磁场又会激发出电场 ， 如此反复 ， 就产生了电磁波 。
【[动力]光的速度高达30万公里u002F秒，它前进的动力是什么？】由于电磁场以光速建立起来 ， 所以电磁波会以光速传播 。 电磁场的产生和存在没有借助于介质 ， 所以光可以在真空中以光速传播 。 虽然随着空间结构的持续膨胀 ， 在空间中传播的光会出现红移 ， 但它们不会完全消失在宇宙中 。


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