很多網(wǎng)友對(duì)光速不變定律感到疑惑，甚至質(zhì)疑，是怎么確定宇宙最高速度是光速的？

光速不變，是指無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)就是299792.458公里/秒。也就是說，即使兩束背向發(fā)射的光，它們的相對(duì)速度也是299792.458公里/秒，跟我們?nèi)粘５恼J(rèn)識(shí)完全不一樣，是不是？

我們現(xiàn)在都知道光屬于電磁波（雖然具有波粒二重性），那么光必然也遵循麥克斯韋方程組。

根據(jù)麥克斯韋方程組，可以計(jì)算出光速c=sqrt(1/μ0ε0)（其中μ0和ε0分別是真空介電常數(shù)和磁導(dǎo)率，都是常數(shù)），對(duì)于任何參考系應(yīng)該都成立。

雖然麥克斯韋方程組并沒有明確光速不變的，但是由于麥克斯韋方程組本身并不依賴于某個(gè)特定的參考系，以上的推導(dǎo)也沒有預(yù)先規(guī)定一個(gè)參考系。由此可見，在任何一個(gè)慣性系中，麥克斯韋方程組都成立。也就是說真空光速是一個(gè)基本宇宙常數(shù)，麥克斯韋方程組是隱含了光速不可變的。

麥克斯韋方程組雖然是最美的公式，也是最不可置疑的公式。但是僅靠理論計(jì)劃，還是讓有些人難以接受的，那么光速不變有哪些實(shí)踐證明呢？

最著名的光速不變證明的四項(xiàng)事實(shí)如下：

1) 恒星光行差。

——光行差不隨時(shí)間變化，所以光速也不隨時(shí)間變化。所有恒星的光行差都為20.5″角距，證明所有恒星的光速都相同。

因?yàn)榈厍蛞悦棵?0千米的速度繞太陽公轉(zhuǎn)，因此，對(duì)于一顆正在頭頂上方的恒星，在地球上看來，光線并不是垂直照下來的，而是有一定的傾角僅，這個(gè)角度被叫做光行差常數(shù)，它與恒星的距離無關(guān)。

光行差是由英國(guó)學(xué)者布萊雷德觀測(cè)發(fā)現(xiàn)的，他的初衷是為測(cè)定恒星的周年視差，卻于失敗中意外發(fā)現(xiàn)了光行差。1725年，他測(cè)出天龍座的一顆星存在以一年為周期的20″的微小位移，可是位移的方向與預(yù)期的視差位移不同。他成功地解釋了這種物理效應(yīng)，并把它定名為光行差。α約為20.5″。將α的觀測(cè)值和地球的公轉(zhuǎn)速度代入k=v／c（k為光行差常數(shù)）的公式，就可以求出光速。

2) 恒星都是一個(gè)一個(gè)的小圓點(diǎn)。

——如果光速是變化的或者是不同的，那么恒星應(yīng)該具有多個(gè)位置和任何拉長(zhǎng)的現(xiàn)象，如好像一段線。然后這跟實(shí)際觀察不一樣，恒星都是一個(gè)個(gè)小圓點(diǎn)，所以可以反正光速不變。詳細(xì)推理和計(jì)算有點(diǎn)多，有興趣的朋友可以自己查找。

3) 恒星都靜止。

——所有恒星的光速都不隨時(shí)間變化而變化，始終恒為常數(shù)c不變。這是因?yàn)槿绻馑俨粩嘧兓?，則看起來恒星必然是運(yùn)動(dòng)的，原理和2）類似。

4) 太陽光邁克爾遜——莫雷實(shí)驗(yàn)。

邁克爾遜——莫雷實(shí)驗(yàn)的背景：當(dāng)時(shí)科學(xué)界都認(rèn)為宇宙中充滿不可見的物質(zhì)“以太”，所有星球都處于以太之中，可以想象為浸沒水中一樣。由于地球繞太陽運(yùn)動(dòng)，我們必定在穿越以太，同時(shí)又由于地球在自轉(zhuǎn)，我們有時(shí)候會(huì)迎著以太穿越，有時(shí)會(huì)背著以太穿越。

如果以太存在，且光速在以太中的傳播服從伽利略速度疊加原，這意味著光速對(duì)于我們會(huì)時(shí)快時(shí)慢。那么只要測(cè)出光速的變化，也就證實(shí)了以太的存在?；谶@種思想，還是1887年，，邁克耳遜和莫雷進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，用一個(gè)分光鏡將一束光分成兩束相互垂直的光，讓它們經(jīng)過一系列的反射后再進(jìn)行干涉，原理如下圖。

如果以太風(fēng)存在，那么S-M1段反光的時(shí)間t1：

S-M1段反光的時(shí)間t2：

加入有以太存在，或者說光的速度存在變化，那么t1和t2的時(shí)間應(yīng)該不一致，就會(huì)在O上面產(chǎn)生干涉條紋移動(dòng)。

根結(jié)果大家都知道了，沒有干涉條紋的移動(dòng)，也就是說光速?zèng)]有變化！一絲一毫都沒有！

就目前人類認(rèn)知而言，無論是從推導(dǎo)計(jì)算，還是從實(shí)際觀察檢測(cè)，都沒有發(fā)現(xiàn)光在真空中傳播速度發(fā)生過變化，永遠(yuǎn)是一個(gè)常數(shù)。

光速不變?cè)硎菒垡蛩固箘?chuàng)立狹義相對(duì)論的基本出發(fā)點(diǎn)之一。當(dāng)然，從相對(duì)論的質(zhì)增效應(yīng)解釋，任何攜帶信息的物質(zhì)，是不可能達(dá)到光速的，更不可能超過光速。因?yàn)楫?dāng)物質(zhì)速度無限接近于光速的時(shí)候，它的質(zhì)量就會(huì)變得無窮大。

隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)和檢測(cè)手段都比過去有了質(zhì)的提升，但是仍然沒有發(fā)現(xiàn)傳遞能量或者攜帶信息的物質(zhì)超過光速，也沒有發(fā)現(xiàn)光速在真空中傳播的速度發(fā)生變化！