宇宙膨胀所说的内容,用最形象的话说来是这样的:
把宇宙空间想象成一个硕大的气球的表面,宇宙膨胀就是这个气球正在被吹大,于是很显然,气球表面在逐渐变大,而且如果一开始在气球上标上两点,那么膨胀以后这两点之间的距离就拉大了。
这就是宇宙膨胀。
那,光速不变是什么意思呢?
光速不变就是在这个气球上放一只蚂蚁,蚂蚁在气球上笔直往前爬(大概一面爬一面还在唱周杰伦的《蜗牛》……)。这只蚂蚁的爬行速度是恒定不变的,保持每秒1毫米。
因而,现在不管这只气球怎么吹怎么大,这蚂蚁的爬行速度还是不变的。
这就是光速不变。
这里有一个有趣的现象要注意:如果你在气球上一个点看另外一个点上的蚂蚁,会看到蚂蚁的爬行速度相对你来说变慢了,不过这对于光来说是不对的!对于光你看到的应该是光的频率红移了,而不是光的速度变慢了,这是光和蚂蚁的区别,这种区别也会给人“光变慢了”的错觉。
所以,为了克服这种错觉,我们要求对于光的速度是要在当时当地进行测量——也就是你必须站在蚂蚁的角度来测量蚂蚁的速度,而不能站在距离蚂蚁很远的地方来测它的速度。
最后PS一下:其实,就现在来说,光速未必就是不变的。
比如Gamma射线暴据说就有给出光速可变的嫌疑。
现在也的确有光速可变理论。
但这种理论和宇宙膨胀,是没有关系的。