轉自《從牛頓定律到愛因斯坦相對論》

九百多年前,有一次非常著名的超新星爆發事件,當時北宋王朝的天文學家做了詳細的記載。據史書稱:爆發出現在宋仁宗至和元年五月(1054年)。在開始的二十三天中這顆超新星非常之亮,白天也能在天空上看得到它,隨后逐漸變暗,直到嘉佑元年(1056年)三月,才不能為肉眼看見,前后歷時二十二個月。這次爆發的殘骸就形成了著名的金牛座中的星雲,叫做蟹狀星雲。
這條古老的記錄同光速頗有關系。當一顆恆星發生超新星爆發時,它的外圍物質向四面八方飛散。也就是說,有些爆發物向着我們運動(圖中A處),有些運動方向則在垂直方向(圖中B處)。假設爆發物速率為\(u\),爆發物發出的光的速率為\(c\)。根據直覺,在我們看來,A點向我們發出的光的速度是\(c+u\) ,而B點向我們發來的光的速度則大約仍是\(c\)。此也即伽利略速度合成公式。

這樣,由A點發的光到達地球的時間是\(t=\frac{L}{c+u}\) ,而由B點發的光到達地球的時間是 \(t'=\frac{L}{c}\)。蟹狀星雲與地球的距離L大約是5千光年,爆發速度是每秒1500公里左右。用這些數據來計算,很容易得到\(t'-t\approx 25\)年。
也就是說,我們至少在25年里都可以看到開始爆發時所產生的強光。然而,這是錯誤的,不符合事實的。歷史的記錄是:歲余稍沒,即一年多就看不見了。這就證明上面的推算有問題。結論似乎應該是:從A點或B點向我們發射的光,速度是一樣的。即光速與發光物體本身的速度無關,無論光源速度多么大,向我們發來的光的速度都是一樣的。光速並不遵從經典的伽利略速度合成律。
