光速，把光速降為0會怎么樣？（有視頻）

1913年時，德國的一個科研團隊成功的把光在晶體里停止了一分鐘，這可謂是物理學界的重大突破。

大家都知道，光線在真空的傳播速度最高，達到30萬公里每秒，而且這個傳播速度不會因為任何的外力而改變，只有當光線從真空進入另外一種介質中，才會不同程度地發生傳播速度的降低。不過，在上世紀末，哈佛大學的科學研究團隊，利用激光束撞擊氣態鈉原子云，最終使得鈉原子幾乎完全停止了熱運動，同時觀察激光在鈉原子云中的行進路線，發現這些激光束逐漸變暗，直至在觀測儀器中完全消失，這個實驗被稱為“光速降低實驗”。那么，光速是否會在真空中被降低甚至降到0呢？

愛因斯坦在提出狹義相對論時，有一條著名的前提假設，即光速不變原理，將光線在真空中的傳播速度認定為一個永恒的定值。按照現代物理學特別是量子力學的解釋，真空并不是完全絕對的虛空，如果從光子的微觀角度來考慮，那么真空中是存在著很多虛粒子（虛光子）的，這些虛粒子的存在時間非常短，在極短的時間內產生，又在極短的時間內湮滅，也就是說真空中的一個處于負能態的電子會偶然接受一個虛光子，然后從真空中“逃離”出來，然后又在極短的時間內又“返回”真空中，在此過程中會重新釋放虛光子，這個過程也被稱為“量子漲落”現象。

而真空中的電子在從高能級回落到低能級，就會有一定的能量損失，這個時候就會向外釋放出一個實光子，無論是虛光子還是實光子，都不能脫離宇宙時空，也不能與任何有質量的物體所組成的坐標系進行速度的復合，所以光速擁有一個上限。

根據電動力學，光線屬于一種電磁波，其傳播速度的數值，等于電磁波在真空中的介電系數與磁導率乘積算術平方根的倒數。按照量子力學的觀點，無論是正電子還是反電子，它們都既帶有電荷，也擁有磁場，電和磁在真空中都可以產生相互的瞬時作用，所以真空中是可以既傳導電，又可以傳磁的，也就是擁有一定的電導率和磁導率。光線在真空中的傳播，實質上是依靠真空中帶電帶磁的粒子，不斷反復地產生和湮滅來實現傳播的，這種傳播不論是什么相對的運動，微觀粒子的頻度與波長的乘積始終保持不變，這也就決定了光速的不變性。只有當宇宙時空本身的變化和介質的變化，光線的傳播速度才會隨之發生的變化。

以上是從微觀粒子的角度分析了光速為何在真空中會有上限，同時又保持著恒定傳播速度的本質原因，我們再回過頭來看看剛才所提到的那個實驗，實驗的核心就是通過特定的裝置，將鈉原子云的熱運動不斷降低，使之呈現一種特殊的存在狀態，即玻色愛因斯坦凝聚態，原子與原子之間靠得非常緊密，以至于當光線射入其中時，光子不斷地與這些原子發生相互作用，重復著被吸收和被釋放這樣的過程，也就是光子的傳播路徑被無限地壓縮和改變方向，所以在觀測儀器上看到光線的傳播速度明顯變慢了，直至光線所攜帶的能量完全被鈉原子所吸收，反而觀測不到光線的傳播。所以，從本質上來說，這個實驗本身并未從根本上將光線的傳播速度降低。

說到這個現象，不得不讓人聯想到太陽內部的核聚變，在太陽內部持續發生質子－質子鏈式反應的過程中，其實光子已經是很早出產生的，但是這些光子的絕大部分都并未立即離開太陽內部逃逸到太陽表面，而是在高溫高壓環境中，與周圍致密的等離子體不斷產生著相互作用，這些光子也是反復進行著被吸收和被釋放的過程，這種過程持續的次數越多，光子從太陽中逃逸出來所需要的時間就會越長，本身所攜帶的能量就會少，有些光子甚至需要38萬年才會真正從太陽表面釋放到宇宙空間中，所以從太陽表面發出來的光線，是含有不同頻率、不同能量的復合光線。

所以，我們不能簡單地從光子從產生到被觀測到的時間長短，來衡量光的傳播速度，這里面有一個環境變化的問題，從目前宇宙的運行狀態來看，光線在真空中的傳播速度會長期保持一個穩定的數值。如果我們大開一下腦洞，一旦光線在真空中的傳播速度降為0，那么現有宇宙的所有物理定律都會失效，因為電磁波的電導率或者磁導率有一項都會變得無窮大，也就意味著微觀帶電粒子所攜帶的電荷量以及密度都會趨向于無窮大，微觀粒子之間的相互作用力比如電磁力、強核力也都將變得無窮大，所有物體都將無限被壓縮而形成黑洞。

所以，在遙遠的將來，隨著宇宙時空膨脹效應的最終走向變化，如果經歷著時空曲率從膨脹到收縮的這種過程，那么光速的傳播速度肯定會隨之變小，直至宇宙中所有物質都收縮到一點，這個時候光速理論上就會降為0。

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