光在宇宙中真实速度（光的本质是什么）

光有狭义的光和广义的光。

狭义的光就是我们人类眼睛能够看到的光，叫可见光。

广义的光包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等。这里面除了可见光，其他的光我们都无法看到，但通过人造的各种仪器设备能够得到这些光效应影像。

这些光有一个总名称，叫电磁波。

电磁波的传播媒介为光子，因此都属于光的范畴。

电磁波谱有波长和频率，上述的每一种“光”都有自己的波段和频段，从无线电波开始到γ射线，波长是从长到短，频率从低到高。

无线电波波长可达数千米以上，频率可低至10^6Hz以下；而γ射线波长短至10^-12米以下，频率可高达10^20Hz以上。

我们肉眼能够看到的可见光部分，波长在0.38~0.76μm之间，频率在4.2×10^14～7.8×10^14Hz之间。

因此，可见光本质是一种处于特定频段的光子流。

光源发出的光，是因为光源中的电子获得额外能量，并释放能量的结果。

电子获得的能量如果足够它跃迁到更外层轨道，刚好填补了所在轨道的空位，就会从激发态到达稳定态。这个时候电子不会释放能量，因此也就不会产生光；

但能量不足以使其跃迁到更外层轨道，到达合适的位置时，电子就会加速运动，并释放能量；当电子再次跃迁回之前的轨道时，也会释放能量。

不管是电磁波谱哪个频段，还是可见光频段，释放出的能量都是以光子为传播媒介，光子的特性就是一出生以光速直线运动。

光速在真空中直线运动速度为299792458米/秒(m/s)。

因此，光的本质是“光子”。

1905年，爱因斯坦发表的《关于光的产生和转化的一个试探性观点》论文，正确的解释了光电效应，他将光束描述为一群离散的量子，而不是连续性波动。

这个崭新看法让人们对光子的量子特性有了更深刻的理解，给马克斯·普朗克量子力学研究提供了支持，对量子波粒二象性提出产生了重大影响。

由此，爱因斯坦获得了1921年诺贝尔物理学奖。

1923年，法国物理学家德布罗意提出，所有物质都具有波粒二象性，光子当然也不例外。

光子没有静质量，只有动质量。

根据爱伊斯坦光子理论，光子能量为：E=hγ=hc/λ

根据德布罗意理论，光子动量为：P=h/λ=hγ/c　

式中，h为普朗克常量（h=6.62607015×10^-34J·s），c为真空光速，λ为光的波长，γ为光的频率。

光速极限、光速恒定是狭义相对论的立论基础。

这是爱因斯坦给这个世界设定的一条红线。

现代任何理论都是建立在这个红线基础之上的，如果这个红线被打破，整个现代物理学大厦就要倾倒，科学理论就要在废墟上重建。

幸运的是这个红线经历了100年检验，经过科学家们的无数观测、发现、实验验证，都证明是无比正确的，没有一例反证能够打破这个红线。

光速极限就是说，在我们世界，没有任何有静质量物体能够达到真空光速的速度，更不可能超过这个速度；

光速恒定就是说，在任何惯性参考系，光速都是恒定的，光速也不可以叠加。

光速极限表达式为：M=m/√[1-（v/c）²]

其中M为物质的运动质量，m为物质的静质量，v为运动速度，c为光速。

光速恒定表达式为：v=(v1 v2)/(1 v1xv2/c²)

其中v为物体叠加速度，v1、v2为两个运动源速度，C为光速。

宇宙膨胀超光速不属于有质量物体运动速度。

宇宙膨胀是现代大爆炸宇宙标准模型的立论之基。

天文学家、物理学家埃德温·哈勃在上世纪早期发现了星系红移现象，经过长期研究提出了哈勃定律。

这个定律认为，宇宙一直在膨胀，星系离开我们的速度越远越快，各向同性，与距离有一个线性关系。

哈勃定律表达式为：V= HD

其中，V为天体离开我们的速度，H为哈勃常数，D为天体与我们的距离。

这些年测得的多次哈勃常数，平均约为75(km/s)/Mpc，可观测宇宙半径约465亿光年，将这些数据代入，可计算出在可观测宇宙最远处，宇宙膨胀的速率达到光速的3倍多。

但宇宙膨胀是时空本身的膨胀，并不是某个具体有静质量的物质运动达到光速。

而且宇宙膨胀是一种叠加效应，就像吹气球，气球表面的点点花纹随着气球膨胀而相互分开，近距离的点点分开得很慢，而以一点为坐标，观测最远处那个点点，分开速度的离开基点的速度才会很快。

距我们465亿光年的天体离开我们的速度达到光速3倍多，而距离我们326万光年的地方只有75km/s，距离我们1光年处呢？理论计算只有2.3cm/秒，甚至可以忽略不计。

因此宇宙膨胀速度不违背光速藩篱。

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