狭义相对论和光速之间有什么关系？光会变慢吗？

爱因斯坦的狭义相对论将能量、物质和光速统一在一个著名的方程中：E = mc^2。

该方程描述了质量和能量之间的关系——少量的质量 （m） 包含或由固有的巨大能量 （E） 组成。

因为能量等于质量乘以光速的平方，所以光速作为一个转换因子，可以准确地解释必须有多少能量物质内。

而且由于光速是一个如此巨大的数字，即使是很小的质量也必须等同于大量的能量。

为了准确地描述宇宙，爱因斯坦的优雅方程要求光速是一个不可变的常数。

爱因斯坦断言，光在真空中移动，而不是任何一种发光的以太，并且无论观察者的速度如何，它都以相同的速度移动。

可以这样想：坐在火车上的观察者可以看到火车沿平行轨道行驶，并将其相对于自身的运动视为零。

但是以接近光速运动的观察者仍然会认为光以超过 6.7 亿英里/小时的速度远离自己。

换句话说，爱因斯坦提出光速不会随着你测量它的时间或地点而变化，或者你自己移动的速度。

根据该理论，有质量的物体永远无法达到光速。

如果一个物体真的达到了光速，它的质量就会变得无穷大。

结果，移动物体所需的能量也将变得无穷大。

这意味着，如果我们将物理学的理解建立在狭义相对论的基础上，那么光速是我们宇宙的不可改变的速度极限——任何事物都可以传播的最快速度。

光会变慢吗？

真空中的光通常以绝对速度传播，但穿过任何材料的光都可以减慢速度。

材料减慢光速的量称为其折射率。

根据可汗学院的一篇解释性文章，光在与粒子接触时会弯曲，从而导致速度降低。

例如，穿过地球大气层的光几乎与真空中的光一样快，但只减慢了光速的千分之三。

但据PBS NOVA报道，光线穿过钻石的速度减慢到其典型速度的一半以下。

即便如此，它仍以超过 2.77 亿英里/小时（近 124,000 公里/秒）的速度穿过宝石——足以产生影响，但仍然非常快。

根据 2001 年发表在《自然》杂志上的一项研究，光可以被困在，甚至停止在超冷的原子云中。

最近，发表在《物理评论快报》杂志上的 2018 年研究提出了一种新方法，可以在“异常点”或两个单独的光发射相交并合并成一个的地方阻止光的轨迹。

研究人员还试图减慢光在真空中传播的速度。

正如他们 2015 年发表在《科学》杂志上的研究所述，一组苏格兰科学家成功地减慢了单个光子或光粒子的速度，即使它在真空中移动也是如此。

在他们的测量中，减慢的光子和“常规”光子之间的差异仅为百万分之几米，但它表明真空中的光可能比官方光速慢。