为什么空间和时间需要换算因子
在日常生活中，我们用米来量距离，用秒来量时间，并把它们当作完全独立的东西。但物理学揭示出它们并不独立：在空间中运动会影响你经历时间的方式，反之亦然。要把它们合并成单一的几何结构——时空——就需要一个米与秒之间的换算因子。这个因子就是 c，即真空中的光速 [2]。
这就是为什么 c 在相对论中无处不在，而不只出现在关于光的方程里。它出现在能量与动量的公式中，出现在高速运动时时钟变慢的方式中，也出现在时空本身的结构中。光速恰好等于这个换算因子，是因为光没有质量，因而以时空所允许的最大速率传播——但这个数值本身其实是时空几何的属性，而不是光子的属性 [2]。
为什么对每个观察者比值都保持不变
空间与时间之比总是等于 c 的更深层原因在于：对于彼此以恒定速度相对运动的观察者，物理定律必须看起来相同。如果你试图给速度设定一个上限——任何东西能传播的最大速率——同时又保留牛顿式的观念，即施加更大的力就会增加能量和动量，那么你就被迫采用一种特定的参考系之间的数学变换，称为洛伦兹变换 [2]。这种变换以某种方式混合空间和时间，使得任何以该上限速度运动的物体都保持 x/t = c 的比值。
换句话说，c 的恒定性并不是额外强加给相对论的假设；它源自于要求存在一个最大速度、并且物理在各参考系之间保持一致。Ruggeri 的论文表明，可以纯粹从速度上限这一想法出发推导出洛伦兹变换，而不必从光以 c 运动这一公设出发 [2]。于是速度 c 就作为一个结构常数出现——在所有参考系中都相同——因为没有任何参考系能加速越过它。
在重物附近比值会怎样
在狭义相对论——忽略引力的版本——中，c 对平直时空中的所有观察者都严格不变。但在包含引力的广义相对论中，情况更为微妙。一篇论文指出，在加速参考系中，或在时空曲率因地而异的地方，非局域观察者会测得不同的光速 [1]。这并不意味着对局域观察者而言 c 发生了变化；它意味着跨越弯曲区域测量时，空间与时间的比值可以有所不同。
另一篇论文提出，在重物附近，真空可能表现得像一种折射率略高的介质，使光速减慢 [4]。这是一个提议而非已确立的结论，它被呈现为对 c 与时空结构关系的一种重新解读。关键在于，c 的恒定性在平直时空中是精确的，但当引力很强或比较相距遥远的测量时，它可能只是一种近似。
c 会不会源自更深层的东西？
一些理论家正在探索 c 究竟是不是基本常数，抑或只是时空离散结构的结果。有一种框架提出，时空由低维度的离散、递归投影构成，而 c 等于普朗克长度除以普朗克时间——一种内建于现实结构中的穿越速率 [3]。在这种观点下，c 不是你测量出来的经验数值，而是一种几何上的必然，就像圆的周长与直径之比。
这个想法高度推测性，仍是一个假说，但它为这个问题提供了不同的角度：与其问为什么空间与时间之比等于 c，我们也许该问为什么时空具有使 c 成为必然的结构。该论文提出了可检验的预言，例如量子纠缠中的最小延迟，有朝一日或许能把这个框架与标准物理学区分开来 [3]。
还有实验工作表明，特殊结构的光脉冲——称为时空波包——能以真空中光速穿过光学材料，即使该材料通常会减慢光速 [5]。这并不改变 c，但它表明空间、时间与光速之间的关系比一个简单的常数更丰富，而且在精心设计的条件下，c 的真空值可以得以保持。
本文引用的文献
时空曲率差异导致的光速变化
在广义相对论中，时空曲率可使非局域观察者测得与平直时空不同的光速，这与狭义相对论中恒定的 c 形成对比。
光速作为时空上限的推论
仅凭存在最大速度这一假设，无需假定光速，就能推导出洛伦兹变换，以及被认定为 c 的这一速度上限的恒定性。
递归几何维度：从离散时空推导光速
光速可以从一种假想的离散、递归时空几何中作为结构穿越速率 c = lₚ/tₚ 推导出来，表明 c 是时空结构的产物而非经验常数。
重新解读光速：关于结合时空结构重新评估该常数的提议
该论文提出重新解读光速，把重物附近的真空视为折射率略高的介质，从而使光因时空结构而显得减慢。
在光学材料中以真空中光速传播的时空波包
时空波包能以真空中光速穿过光学材料传播，表明 c 的真空值可以在精心设计的条件下得以保持。