都说光速是宇宙中最快的运动速度,物体不可能以比光速还快的速度运动,那么,宇宙中有最慢的速度吗?宇宙最慢速度会是多少呢?
在物理学中,速度是一种相对的概念,速度多快取决于参照系的选择。例如,我们通常会说房子是静止的,这是因为我们习惯以地面作为静止参照系。如果以太阳作为静止参照系,那么,房子绕太阳的运动速度可达30公里/秒。如果以银河系中心作为静止参照系,那么,太阳还会带着地球上的房子以220公里/秒的速度在银河系中飞奔。
那么,宇宙中是否存在一个绝对静止的参照系呢?
这个问题早已经被迈克尔逊-莫雷实验所解答,宇宙中并没有绝对静止的空间。宇宙中的一切静止都是相对而言的,而运动是必然存在的。既然没有绝对静止,也就没有宇宙最慢速度的概念。
宇宙中的参照系都是平权的,没有哪个参照系处于更优先的地位。但换个角度来说,对于处在各自静止参照系中的物体,它们都是宇宙中最慢的物体,它们的速度为零。
另一方面,从温度定义的角度来看,温度越低,速度越慢。因为粒子的热运动使物体有了温度,所以温度越低,粒子的平均动能越小,速度也就越慢。但根据相对论和量子力学,绝对零度是达不到的,绝对静止是不存在的。
在宇宙中所有的速度中,只有光速最为特殊。其他速度的大小与参照系的选择有关,但光速的大小却不取决于参照系。麦克斯韦推导出了如下的真空光速公式:
其中ε0和μ0都是与真空有关的常数。上述公式没有体现出任何的参照系选择问题,这意味着真空光速相对于任何参照系都是相等的。无论是相对于地球表面,还是相对于太阳,或者是相对于银河系中心,从一艘太空飞船上发出的光,都是以相同的光速运动。虽然其他运动速度都是相对的,但光速是宇宙中已知唯一的绝对速度。