概述
一個光錐確定地點，遵循因果律，以及那些不是真空中的光速等於299,792,458米/秒（1,079,252,848.8千米/小時）。這個速度並不是一個測量值，而是一個定義。它的計算值為（299792500±100）米/秒。國際單位制的基本單位米於1983年10月21日起被定義為光在1/299,792,458秒內傳播的距離。使用英制單位，光速約為186,282.397英里/秒，或者670,616,629.384英里/小時，約為1英尺/納秒。
在任何透明或者半透明的介質（比如玻璃和水）中，光速會降低；c比光在某種介質中的速度就是這種介質的折射率。重力的改變能夠彎曲光所傳播的空間，使光像通過凸透鏡一樣發生彎曲，看上去繞過了質量較大的天體。光彎曲的現象叫做引力透鏡效應，根據變化了的光線在光譜外波段呈現的不規則程度，可以推算發光星系的年齡和距離。
根據愛因斯坦的相對論，沒有任何物體或信息運動的速度可以超過光速。
光速的測量方法：最早光速的準確數值是通過觀測木星對其衛星的掩食測量的。還有轉動齒輪法、轉鏡法、克爾盒法、變頻閃光法等光速測量方法。
光速的物理
接近光速情況下，笛卡爾座標系不再適用。同樣測量光線離開自己的速度，一個快速追光的人與一個靜止的人會測得相同的速度（光速）。這與日常生活中對速度的概念有異。兩車以50km/h的速度迎面飛馳，司機會感覺對方的車以50 + 50 = 100km/h行駛，即與自己靜止而對方以100km/h迎面駛來的情況無異。但當速度接近光速時，實驗證明簡單加法計算速度不再奏效。當兩飛船以90%光速的速度（對第三者來說）迎面飛行時，船上的人不會感覺對方的飛船以90% + 90% = 180%光速速度迎面飛來，而只是以稍低於99.5%的光速速度行駛。結果可從愛因斯坦計算速度的算式得出：
其中v和w是對第三者來說飛船的速度，u是感受的速度，c是光速。
根據現代物理學，所有電磁波，包括可見光，在真空中的速度是常數，即是光速。強相互作用、電磁作用、弱相互作用傳播的速度都是光速，根據廣義相對論，萬有引力傳播的速度也是光速，且已於2003年得以證實。根據電磁學的定律，發放電磁波的對象的速度不會影響電磁波的速度。結合相對性原則，觀察者的參考坐標和發放光波的對象的速度不會影響被測量的光速，但會影響波長而產生紅移、藍移。這是狹義相對論的基礎。相對論探討的是光速而不是光，就算光被稍微減慢，也不會影響狹義相對論。
研究歷史
Rømer的觀測掩星的io的，從地球1728年，布拉德雷根據恆星光行差求得c=3.1×108m/s。
1849年，斐索用鏇轉齒輪法求得c=3.153×108m/s。他是第一位用實驗方法，測定地面光速的實驗者。實驗方法大致如下：光從半鍍銀面反射後，經高速鏇轉的齒輪投向反射鏡，再沿原路返回。如果齒輪轉過一齒所需的時間，正好與光往返的時間相等，就可透過半鍍銀面觀測到光，從而根據齒輪的轉速計算出光速。
光速1874年他改進了斐索的鏇轉齒輪法，得c=2.9999×108m/s。邁克耳遜改進了傅科的鏇轉鏡法，多次測量光速。
1879年，得c=(2.99910±0.00050)×108m/s.1882年得c=(2.99853±0.00060)×108m/s。後來，他綜合鏇轉鏡法和鏇轉齒輪法的特點，發展了鏇轉稜鏡法。
1924～1927年間，得c=(2.99796±0.00004)×108m/s。邁克耳遜在推算真空中的光速時，應該用空氣的群速折射率，可是他用的卻是空氣的相速折射率。這一錯誤在1929年被伯奇發覺,經改正後,1926年的結果應為c=(2.99798±0.00004)×108m/s=2997984±4km/s。
後來，由於電子學的發展，用克爾盒、諧振腔、光電測距儀等方法，光速的測定，比直接用光學方法又提高了一個數量級。
60年代雷射器發明，運用穩頻雷射器，可以大大降低光速測量的不確定度。
1973年達0.004ppm，終於在1983年第十七屆國際計量大會上作出決定，將真空中的光速定為精確值。
研究方法
天文學方法
1676年，丹麥天文學家O.C.羅默利用木星衛星的星蝕時間變化證實光是以有限速度傳播的。1727年，英國天文學家J.布拉得雷利用恆星光行差現象估算出光速值為c=303000千米/秒。羅默的衛星蝕法
羅默的木星衛星運動示意圖光速的測量，首先在天文學上獲得成功，這是因為宇宙廣闊的空間提供了測量光速所需要的足夠大的距離．早在1676年丹麥天文學家羅默（1644—1710）首先測量了光速．由於任何周期性的變化過程都可當作時鐘，他成功地找到了離觀察者非常遙遠而相當準確的“時鐘”，羅默在觀察時所用的是木星每隔一定周期所出現的一次衛星蝕．他在觀察時注意到：連續兩次衛星蝕相隔的時間，當地球背離木星運動時，要比地球迎向木星運動時要長一些，他用光的傳播速度是有限的來解釋這個現象．光從木星發出（實際上是木星的衛星發出），當地球離開木星運動時，光必須追上地球，因而從地面上觀察木星的兩次衛星蝕相隔的時間，要比實際相隔的時間長一些；當地球迎向木星運動時，這個時間就短一些．因為衛星繞木星的周期不大（約為1.75天），所以上述時間差數，在最合適的時間不致超過15秒（地球的公轉軌道速度約為30千米/秒）．因此，為了取得可靠的結果，當時的觀察曾在整年中連續地進行．羅默通過觀察從衛星蝕的時間變化和地球軌道直徑求出了光速．由於當時只知道地球軌道半徑的近似值，故求出的光速只有214300km/s．這個光速值儘管離光速的準確值相差甚遠，但它卻是測定光速歷史上的第一個記錄．後來人們用照相方法測量木星衛星蝕的時間，並在地球軌道半徑測量準確度提高后，用羅默法求得的光速為299840±60km/s．
布萊德雷的光行差法
1728年，英國天文學家布萊德雷（1693—1762）採用恆星的光行差法，再一次得出光速是一有限的物理量．布萊德雷在地球上觀察恆星時，發現恆星的視位置在不斷地變化，在一年之內，所有恆星似乎都在天頂上繞著半長軸相等的橢圓運行了一周．他認為這種現象的產生是由於恆星發出的光傳到地面時需要一定的時間，而在此時間內，地球已因公轉而發生了位置的變化．他由此測得光速為：C=299930千米/秒
這一數值與實際值比較接近．
以上僅是利用天文學的現象和觀察數值對光速的測定，而在實驗室內限於當時的條件，測定光速尚不能實現．
地面測量方法
光速的測定包含著對光所通過的距離和所需時間的量度，由於光速很大，所以必須測量一個很長的距離和一個很短的時間，大地測量法就是圍繞著如何準確測定距離和時間而設計的各種方法．最早於1629年艾薩克·畢克曼（Beeckman）提出一項試驗，一人將遵守閃光燈一炮反映過一面鏡子，約一英里。伽利略認為光速是有限的，1638年他請二個人提燈籠各爬上相距僅約一公里的山上，第一組人掀開燈籠，並開始計時，對面山上的人看見亮光後掀開燈籠，第一組看見亮光後，停止計時，這是史上著名的測量光速的掩燈方案，這種測量方法實際測到的主要只是實驗者的反應和人手的動作時間。
伽利略測定光速的方法
物理學發展史上，最早提出測量光速的是義大利物理學家伽利略．1607年在他的實驗中，讓相距甚遠的兩個觀察者，各執一盞能遮閉的燈，如圖所示：觀察者A打開燈光，經過一定時間後，光到達觀察者B，B立即打開自己的燈光，過了某一時間後，此信號回到A，於是A可以記下從他自己開燈的一瞬間，到信號從B返回到A的一瞬間所經過的時間間隔t．若兩觀察者的距離為S，則光的速度為
因為光速很大，加之觀察者還要有一定的反應時間，所以伽利略的嘗試沒有成功．如果用反射鏡來代替B，那么情況有所改善，這樣就可以避免觀察者所引入的誤差．這種測量原理長遠地保留在後來的一切測定光速的實驗方法之中．甚至在現代測定光速的實驗中仍然採用．但在信號接收上和時間測量上，要採用可靠的方法．使用這些方法甚至能在不太長的距離上測定光速，並達到足夠高的精確度．
鏇轉齒輪法
鏇轉齒輪法用實驗方法測定光速首先是在1849年由斐索實驗．他用定期遮斷光線的方法（鏇轉齒輪法）進行自動記錄．實驗示意圖如下．從光源s發出的光經會聚透鏡L1射到半鍍銀的鏡面A，由此反射後在齒輪W的齒a和a’之間的空隙內會聚，再經透鏡L2和L3而達到反射鏡M，然後再反射回來．又通過半鍍鏡A由L4集聚後射入觀察者的眼睛E．如使齒輪轉動，那么在光達到M鏡後再反射回來時所經過的時間△t內，齒輪將轉過一個角度．如果這時a與a’之間的空隙為齒a（或a’）所占據，則反射回來的光將被遮斷，因而觀察者將看不到光．但如齒輪轉到這樣一個角度，使由M鏡反射回來的光從另一齒間空隙通過，那么觀察者會重新看到光，當齒輪轉動得更快，反射光又被另一個齒遮斷時，光又消失．這樣，當齒輪轉速由零而逐漸加快時，在E處將看到閃光．由齒輪轉速v、齒數n與齒輪和M的間距L可推得光速c=4nvL．
在斐索所做的實驗中，當具有720齒的齒輪，一秒鐘內轉動12.67次時，光將首次被擋住而消失，空隙與輪齒交替所需時間為在這一時間內，光所經過的光程為2×8633米，所以光速在對信號的發出和返回接收時刻能作自動記錄的遮斷法除鏇轉齒輪法外，在現代還採用克爾盒法．1941年安德孫用克爾盒法測得：c=299776±6km/s，1951年貝格斯格蘭又用克爾盒法測得c=299793.1±0.3km/s．
鏇轉鏡法
鏇轉鏡法的主要特點是能對信號的傳播時間作精確測量．1851年傅科成功地運用此法測定了光速．鏇轉鏡法的原理早在1834年1838年就已為惠更斯和阿拉果提出過，它主要用一個高速均勻轉動的鏡面來代替齒輪裝置．由於光源較強，而且聚焦得較好．因此能極其精密地測量很短的時間間隔．實驗裝置如圖所示．從光源s所發出的光通過半鍍銀的鏡面M1後，經過透鏡L射在繞O軸鏇轉的平面反射鏡M2上O軸與圖面垂直．光從M2反射而會聚到凹面反射鏡M3上，M3的曲率中心恰在O軸上，所以光線由M3對稱地反射，並在s′點產生光源的像．當M2的轉速足夠快時，像S′的位置將改變到s〃，相對於可視M2為不轉時的位置移動了△s的距離可以推導出光速值。式中w為M2轉動的角速度．l0為M2到M3的間距，l為透鏡L到光源S的間距，△s為s的像移動的距離．因此直接測量w、l、l0、△s，便可求得光速。
在傅科的實驗中：L=4米，L0=20米，△s=0.0007米，W=800×2π弧度/秒，他求得光速值c=298000±500km/s．
另外，傅科還利用這個實驗的基本原理，首次測出了光在介質（水）中的速度v<c，這是對波動說的有力證據．鏇轉稜鏡法
鏇轉稜鏡法c=299796km/s
這是當時最精確的測定值，很快成為當時光速的公認值。
實驗室方法
光速測定的天文學方法和大地測量方法，都是採用測定光信號的傳播距離和傳播時間來確定光速的．這就要求要儘可能地增加光程，改進時間測量的準確性．這在實驗室里一般是受時空限制的，而只能在大地野外進行，如斐索的鏇輪齒輪法當時是在巴黎的蘇冷與達蒙瑪特勒相距8633米的兩地進行的．傅科的鏇轉鏡法當時也是在野外，邁克耳遜當時是在相距35373．21米的兩個山峰上完成的．現代科學技術的發展，使人們可以使用更小更精確地實驗儀器在實驗室中進行光速的測量．微波諧振腔法
1950年埃森最先採用測定微波波長和頻率的方法來確定光速．在他的實驗中，將微波輸入到圓柱形的諧振腔中，當微波波長和諧振腔的幾何尺寸匹配時，諧振腔的圓周長πD和波長之比有如下的關係：πD=2404825λ，因此可以通過諧振腔直徑的測定來確定波長，而直徑則用干涉法測量；頻率用逐級差頻法測定．測量精度達．在埃森的實驗中，所用微波的波長為10厘米，所得光速的結果為299792.5±1km/s．
雷射測速法
1970年美國國家標準局和美國國立物理實驗室最先運用雷射測定光速．這個方法的原理是同時測定雷射的波長和頻率來確定光速（c=vλ）．由於雷射的頻率和波長的測量精確度已大大提高，所以用雷射測速法的測量精度可達，比以前已有最精密的實驗方法提高精度約100倍．
除了以上介紹的幾種測量光速的方法外，還有許多十分精確的測定光速的方法．
根據1975年第十五屆國際計量大會的決議，現代真空中光速的準確值是：
c=299792.458±0.001km
認識程度
光速羅默計算出，這些時延是木星和地球在繞太陽運動時它們之間的距離變化所引起的。通過計算一年裡地球、木星及其衛星在軌道上的相對位置，他算出了光穿過宇宙空間的速度。羅默於1676年向法國科學院提交了他的結果，數值與目前被接受的值之差不超過30%。
對光之本性的理論探討也使人們對光速有所了解。19世紀60年代中期，蘇格蘭科學家詹姆斯•克拉克•麥克斯韋創建了一組方程，描述電磁場在空間中的行為。這個方程的一個解表明，電磁波在真空中必須以約為每秒30萬公里的速度傳播，與羅默及其後人的測量結果相當接近。
倫敦皇家研究院的麥可•法拉第用電場和磁場的概念解釋靜電力和磁場力，並表明光會受到磁場影響。這證實了可見光事實上是電磁波譜中的一部分。對電磁波譜其它部分——微波，紅外線，紫外線，X射線和γ射線——傳播速度的直接測量表明，它們在真空中都有相同的速度。
用於測量光速的實驗不斷地變得更精確。到20世紀50年代，電子計時裝置已經取代了古老的機械設備。20世紀80年代，通過測量雷射和頻率（f）和波長（λ），運用c=fλ公式計算出了光速（c）。這些計算以米和秒的標準定義為基礎，就像現在一樣，1米定義為氪-86源產生的光的波長的1,650,763.73倍，1秒則定義為銫-133原子超精細躍遷放出的輻射頻率的9,192,631,770倍。這使得c達到非常高的精度，誤差只有十億分之幾。
光速但光速還定義著比長度更加基本的東西。阿爾伯特•愛因斯坦的工作表明了光速的真正重要性。由於他的功勞，我們知道，光速不僅僅是光子在真空中運動的速度，還是連線時間與空間的基本常數。
愛因斯坦年輕的時候曾經問自己，如果人運動的速度快到足以跟上光的腳步，光看起來是什麼樣子的。理論上它看上去像是你身邊一個靜止的峰，但愛因斯坦知道，麥克斯韋方程組不允許這種結果出現。他得出結論認為，要么是麥克斯韋的理論不適用於運動中的觀察者，要么是相對運動力學需要更改。
愛因斯坦在他1905年發表的狹義相對論里解決了這個問題。這一理論基於一個通用原則：相對任何以恆定速度運動的觀察者來說，不管這個速度是多少，物理原理及光速都是一樣的。愛因斯坦的狹義相對論使我們對時間和空間的觀念發生了革命性的變化，強調了光速在物理學中的根本地位。
想像你在一枚火箭里，與一道雷射脈衝一同沖入宇宙空間。地球上的觀察者會看到這一脈衝以光速遠去。無論你相對於地球運動的速度為多少，譬如光速的99%罷，光線仍以光速超越你。看起來似乎很荒謬，但這是真的。使這為真的唯一途徑，就是你火箭中的居住者和地球表面的觀察者以不同方式衡量時間和空間。
時間與空間看上去當然是不同的，這依賴於你是在地球上還是在宇宙空間裡。愛因斯坦的廣義相對論將引力描述為時空幾何結構的扭曲。這種說法的一個推論，就是始終沿可能的最短路徑穿越時空的光線，在大質量物體附近會彎曲。這在1919年日食期間觀測掠過太陽附近的星光被太陽的質量所彎曲而得到證明。這一觀測使愛因斯坦的理論最終得到接受，並為他贏得了世界性的聲譽。
但按照基本力學原理，如果光線偏轉，它會被加速。這是否將使光速發生變化，動搖相對論的根本原則？在某種意義上是對的：我們從地球上觀察到的光速，在它從太陽附近經過時確實會變化。然而相對論和光速不變原理不能被拋棄。
光速與引力
光速相對論另一個奇怪的推論是，沒有任何物體能加速到光速。不和我們建造動力多么強勁的火箭飛船，它們也永遠不能到達光速。這是因為物體運動得越快，其動能越大，慣性也越大。愛因斯坦在他的E=mc2公式中指出，能量和質量或者說慣性相關聯。因此一個物體的動能增加，它的慣性也增加，從而越來越難繼續加速。這是一個收益遞減原理：你對一個物體做的功越多，它就變得越重，加速的效果也越微弱。
把單一電子加速到光速，就需要無限的能量，粒子物理學家們對這一限制深有感觸。質子進入美國伊利諾州Batawia費米實驗室的Tevatron加速器時，它們的速度已經達到光速的99%。加速器的最後階段使質子的能量提高了100倍，但速度僅增加到光速的99.99995%，與它們進入加速器的速度相比，提高不足1%。
不過，一直與相對論有衝突的量子理論看上去是允許物質以大於光速的速度運動的。在20世紀20年代，量子論顯示一個系統相隔遙遠的不同組成部分能夠瞬時聯繫。例如，當一個高能光子衰變成兩個低能光子時，它們的狀態（例如，是順時針或逆時針自鏇）是不定的，直到對它們中間的某一個作出觀察才確定下來。另一個粒子看上去感知到它的同伴被進行了一次觀測，結果是任何對第二個粒子的測量總會得到與對第一個粒子的測量相一致的結果。這樣遠距離的瞬時聯繫，看起來像是一個訊息以無限大的速度在粒子之間傳遞了。它被愛因斯坦稱為“幽靈式的超距作用”，聽起來難以置信，但卻是真實的現象。
1993年，加利福尼亞大學伯克利分校的RaymondChiao表明，量子理論還允許另一種超光速旅行存在：量子隧穿。想像朝一堵堅實的牆上踢一個足球，牛頓力學預言它會被彈會，但量子力學預言它還有極小的可能出現在牆的另一面。考慮這種情況的一種途徑，是想像它能“借”到足夠的能量穿越牆壁，並在到達另一面之後立即將能量歸還。這並不違反物理定律，因為最終能量、動量和其它屬性都得到了保存。德國物理學家維納•海森堡的測不準原理表明，在一個系統中，總有某些屬性——在這一情況中是能量——的值是不能確定的，因此量子物理學原理允許系統利用這種不確定性，短時間借到一些額外的能量。在隧穿的情況中，粒子從障礙物的一面消失又從另一面重現的需要幾乎可以忽略不計，障礙物可以任意的厚——不過隨著厚度增加，粒子隧穿的幾率也就迅速地朝零的方向遞減。
Chiao通過測量可見光光子通過特定過濾器的隧穿時間，證明了隧穿“超光速”隧穿效應的存在。為此，他讓這些光子與在相似時間內穿過真空的光子進行比較。結果隧穿光子先到達探測器，Chiao證明它們穿越過濾器的速度可能為光速的1.7倍。
1994年，維也納技術大學的FerencKraus表明，隧穿時間有一個不依賴於障礙物厚度的上限，這表示光子隧穿障礙物的時間沒有上限。德國科隆大學的GunterNimtz也用微波實現了這種“超光速”。他甚至把莫扎特第40號交響曲調製在信號上，以4.7倍光速的速度將它傳輸通過12厘米厚的障礙物。
光速與光波
目前公認光速與介質相關：光在水中的速度：2.25×10^8m/s光在玻璃中的速度：2.0×10^8m/s光在冰中的速度：2.30×10^8m/s光在空氣中的速度：3.0×10^8m/s光在酒精中的速度：2.2×10^8m/s
承認光是波，就應該用波學原理來分析光，而不是用粒子規律。任何波在均勻穩定的介質中，波速都不變，與波源無關。例如：無論在空氣靜止的地面，還是超音速飛機的內部，只要空氣性質相同，聲速都不變，這沒什麼奇怪的。在一輛運動的車上發射粒子與發射波也不同，粒子速度是速度疊加，而波的規律是波速恆定與波源運動無關，且測量速度在不同介質條件下，可以得到多種結果。
愛因斯坦受光粒子說影響，沒有把光當成波來分析(參見《論動體的電動力學》和大學課本《普通物理學1》)，所以結果不對。他也不知道任何一種光介質，不知道在穩定的空氣中，光速是不會變的，麥可遜-莫雷實驗，必然得到0結果；在高速運動粒子上發出的光，光速也必然是不變的。
相關理論
丹麥天文學家羅默（OleRomer）在17世紀首次成功地計算出光速。他使用木星的一顆衛星有規律的軌道運動作為計時器，每次這顆衛星被巨大的行星（木星）所掩食，他便記錄下一個“滴答”。但他發現，從地球上觀察，這些滴答的出現並不像預想的那么規律，在一年之中會時而快幾分鐘，時而慢幾分鐘。羅默計算出，這些時延是木星和地球在繞太陽運動時它們之間的距離變化所引起的。通過計算一年裡地球、木星及其衛星在軌道上的相對位置，他算出了光穿過宇宙空間的速度。羅默於1676年向法國科學院提交了他的結果，數值與目前被接受的值之差不超過30%。
對光之本性的理論探討也使人們對光速有所了解。19世紀60年代中期，蘇格蘭科學家詹姆斯·克拉克·麥克斯韋創建了一組方程，描述電磁場在空間中的行為。這個方程的一個解表明，電磁波在真空中必須以約為每秒30萬公里的速度傳播，與羅默及其後人的測量結果相當接近。
倫敦皇家研究院的麥可?法拉第用電場和磁場的概念解釋靜電力和磁場力，並表明光會受到磁場影響。這證實了可見光事實上是電磁波譜中的一部分。對電磁波譜其它部分——微波，紅外線，紫外線，X射線和γ射線——傳播速度的直接測量表明，它們在真空中都有相同的速度。用於測量光速的實驗不斷地變得更精確。到20世紀50年代，電子計時裝置已經取代了古老的機械設備。20世紀80年代，通過測量雷射和頻率（f）和波長（λ），運用c=fλ公式計算出了光速（c）。這些計算以米和秒的標準定義為基礎，就像現在一樣，1米定義為氪-86源產生的光的波長的1,650,763.73倍，1秒則定義為銫-133原子超精細躍遷放出的輻射頻率的9,192,631,770倍。這使得c達到非常高的精度，誤差只有十億分之幾。
1983年，光速取代了米被選作定義標準，約定為299,792,458m/s，數值與當時的米定義一致。秒和光速的定義值，表示1米從此定義為光在真空中1/299,792,458秒內走過的距離。因此自1983年以來，不管我們對光速的測量作了多少精確的修正，都不會影響到光速值，卻會影響到米的長度。你有多高事實上是由光速定義的。
但光速還定義著比長度更加基本的東西。阿爾伯特·愛因斯坦的工作表明了光速的真正重要性。由於他的功勞，我們知道，光速不僅僅是光子在真空中運動的速度，還是連線時間與空間的基本常數。
愛因斯坦年輕的時候曾經問自己，如果人運動的速度快到足以跟上光的腳步，光看起來是什麼樣子的。理論上它看上去像是你身邊一個靜止的峰，但愛因斯坦知道，麥克斯韋方程組不允許這種結果出現。他得出結論認為，要么是麥克斯韋的理論不適用於運動中的觀察者，要么是相對運動力學需要更改。
愛因斯坦在他1905年發表的狹義相對論里解決了這個問題。這一理論基於一個通用原則：相對任何以恆定速度運動的觀察者來說，不管這個速度是多少，物理原理及光速都是一樣的。愛因斯坦的狹義相對論使我們對時間和空間的觀念發生了革命性的變化，強調了光速在物理學中的根本地位。
想像你在一枚火箭里，與一道雷射脈衝一同沖入宇宙空間。地球上的觀察者會看到這一脈衝以光速遠去。無論你相對於地球運動的速度為多少，譬如光速的99%罷，光線仍以光速超越你。看起來似乎很荒謬，但這是真的。使這為真的唯一途徑，就是你火箭中的居住者和地球表面的觀察者以不同方式衡量時間和空間。
時間與空間看上去當然是不同的，這依賴於你是在地球上還是在宇宙空間裡。愛因斯坦的廣義相對論將引力描述為時空幾何結構的扭曲。這種說法的一個推論，就是始終沿可能的最短路徑穿越時空的光線，在大質量物體附近會彎曲。這在1919年日食期間觀測掠過太陽附近的星光被太陽的質量所彎曲而得到證明。這一觀測使愛因斯坦的理論最終得到接受，並為他贏得了世界性的聲譽。
但按照基本力學原理，如果光線偏轉，它會被加速。這是否將使光速發生變化，動搖相對論的根本原則？在某種意義上是對的：我們從地球上觀察到的光速，在它從太陽附近經過時確實會變化。然而相對論和光速不變原理不能被拋棄。
愛因斯坦認識到，引力是無法自由運動的觀察者們經歷的某種幻象。想像從一堵牆上跳下。在自由落體的過程中，你不會感動周圍的引力作用，但任何在地面上瞧著你落下來的人，都會解釋說你的運動是引力的作用所致。同樣的說法對空間站中的太空人也適用：他們被提及時總是說成時處在“零重力”環境裡，但從地球的表面往上看，我們會用引力吸引來解釋他們繞地球的軌道運動。所以當我們從地球上觀察時，經過太陽附近的光線看上去彎曲、加速了，但如果我們自由落體地落向太陽，光線看上去會以恆速沿直線經過我們身邊。對任何自由落體的觀察者來說，經過他的光線都以恆定速度運動。不過，它在掠過扭曲其附近時空的大質量物體時，看上去會彎曲和加速。這表明，引力不能被理解為一個場力，而是應該理解為時空的一種內稟特性。
相對論另一個奇怪的推論是，沒有任何物體能加速到光速。不和我們建造動力多么強勁的火箭飛船，它們也永遠不能到達光速。這是因為物體運動得越快，其動能越大，慣性也越大。愛因斯坦在他的質能方程中指出，能量和質量或者說慣性相關聯。因此一個物體的動能增加，它的慣性也增加，從而越來越難繼續加速。這是一個收益遞減原理：你對一個物體做的功越多，它就變得越重，加速的效果也越微弱。
把單一電子加速到光速，就需要無限的能量，粒子物理學家們對這一限制深有感觸。質子進入美國伊利諾州Batawia費米實驗室的Tevatron加速器時，它們的速度已經達到光速的99%。加速器的最後階段使質子的能量提高了100倍，但速度僅增加到光速的99.99995%，與它們進入加速器的速度相比，提高不足1%。
不過，一直與相對論有衝突的量子理論看上去是允許物質以大於光速的速度運動的。在20世紀20年代，量子論顯示一個系統相隔遙遠的不同組成部分能夠瞬時聯繫。例如，當一個高能光子衰變成兩個低能光子時，它們的狀態（例如，是順時針或逆時針自鏇）是不定的，直到對它們中間的某一個作出觀察才確定下來。另一個粒子看上去感知到它的同伴被進行了一次觀測，結果是任何對第二個粒子的測量總會得到與對第一個粒子的測量相一致的結果。這樣遠距離的瞬時聯繫，看起來像是一個訊息以無限大的速度在粒子之間傳遞了。它被愛因斯坦稱為“幽靈式的超距作用”，聽起來難以置信，但卻是真實的現象。
1993年，加利福尼亞大學伯克利分校的RaymondChiao表明，量子理論還允許另一種超光速旅行存在：量子隧穿。想像朝一堵堅實的牆上踢一個足球，牛頓力學預言它會被彈回，但量子力學預言它還有極小的可能出現在牆的另一面。考慮這種情況的一種途徑，是想像它能“借”到足夠的能量穿越牆壁，並在到達另一面之後立即將能量歸還。這並不違反物理定律，因為最終能量、動量和其它屬性都得到了保存。德國物理學家維納·海森堡的測不準原理表明，在一個系統中，總有某些屬性——在這一情況中是能量——的值是不能確定的，只能確定在一個區間內，因此量子物理學原理允許系統利用這種不確定性，短時間借到一些額外的能量。在隧穿的情況中，粒子從障礙物的一面消失又從另一面重現的需要幾乎可以忽略不計，障礙物可以任意的厚——不過隨著厚度增加，粒子隧穿的幾率也就迅速地朝零的方向遞減，但請注意，不會等於0（如若這樣，海森堡原理就會被反對，因為0測值為0是確定的）。
Chiao通過測量可見光光子通過特定過濾器的隧穿時間，證明了隧穿“超光速”隧穿效應的存在。為此，他讓這些光子與在相似時間內穿過真空的光子進行比較。結果隧穿光子先到達探測器，Chiao證明它們穿越過濾器的速度可能為光速的1.7倍。
1994年，維也納技術大學的FerencKraus表明，隧穿時間有一個不依賴於障礙物厚度的上限，這表示光子隧穿障礙物的時間沒有上限。德國科隆大學的GunterNimtz也用微波實現了這種“超光速”。他甚至把莫扎特第40號交響曲調製在信號上，以4.7倍光速的速度將它傳輸通過12厘米厚的障礙物。
最新訊息
2011年9月，歐洲研究人員發現了一個無法解釋的現象——比光速快60納秒的中微子。一旦被證實，將顛覆支撐現代物理學的相對論。而2012年03月03日最新訊息稱，經過數月的反覆檢查，歐洲核子中心日前宣布，衛星定位系統同步接收器可能存在“調校”問題，並高估了中微子運行時間，而把衛星定位系統信號傳送到原子時鐘的光纜可能出現連線“鬆動”並導致低估了粒子包飛行時間。最新一期隸屬美國科學促進會的《科學》雜誌也刊文指出，連線原子鐘的光纜出現鬆動，可能導致計算中微子運行時間的原子鐘產生了錯誤結果。
根據歐洲核子中心新聞公告，義大利格蘭薩索實驗室正在重新進行集中測試，預計今年5月可獲得新結果。
近月來歐洲核子中心已得到證實，該實驗結論是實驗電纜出錯造成的，並沒有顛覆相對論。
