Spre exemplu, atunci când aprindem farurile la mașină în timp ce călătorim cu o viteză de 50 km/h, viteza luminii va fi constantă; la viteza luminii nu se va adauga viteza mașinii, așa cum ar fi de așteptat. Acest lucru este valabil chiar dacă mașina ar fi mers cu spatele: din viteza luminii nu se va scădea viteza mașinii. Cum explicăm acest fapt?
Totul ține de spațiu. Pentru a înțelege de ce viteza luminii este constantă, sau pentru a avea o înțelegere intuitivă asupra teoriei relativității, imiginațivă lumina ca o particulă, având potențialul de a călătorii cu o viteză infinită, iar spațiul ca un mediu foarte dens, care nu permite o viteză mai mare de 300000 km/s din cauza acestei densități.
Revenind la exemplul anterior, cu privire la farurile mașinii, înțelegem de ce lumina nu încetinește când mergem cu spatele; ea având un potențial de viteză mult mai mare decât limita impusă de spațiu. Viteza luminii nu este constantă datorită fotonilor sau a electronilor, ci este constantă datorită spațiului care o limitează la viteza actuală, pe care noi am numit-o „viteza luminii”.
Această viteză nici o particulă nu o poate depășii, indiferent cât de mare energie potențială are. Dacă viteza luminii era constantă datorită fotonilor, ei ar fi încetinit atunci când noi mergeam înainte, și ar fi accelerrat atunci când noi mergem cu spatele pentru ca viteza luminii să rămână constantă, dar un foton nu ar avea de unde să știe acest lucru; el are doar energie și direcție, de unde rezultă că spațiul în sine îi controlează viteza prin așa numita „fricțiune cuantică” care este exercitată asupra tuturor particulelor aflate în mișcare.
„Și totuși, de ce viteza luminii este constantă?”, „Ce se întâmplă cu exactitate?” Atunci când mergem cu mașina și aprindem farurile, lumina încearcă să își marească viteza, încercând să adauge la viteza sa viteza mașinii, însă spațiul nu permite fotonilor de lumină să meargă mai repede, iar viteza mașinii se va adăuga doar ca energie potențială fotonilor de lumină, mărindu-le frecvența de oscilare.
În schimb, când mergem cu spatele și aprindem farurile, viteza luminii ar trebui să încetinească cu viteza mașinii, însă lumina încearcă tot timpul să accelereze, viteza ei reală fiind mult mai mare decât limita impusă de spațiu, astfel, accelerând, fotonii vor pierde energie, rezultând într-o micșorare a frecvenței de oscilare, deoarece, în funcție de energia unui foton, este determinată lungimea sa de undă și frecvența de oscilare a undei. Spre exemplu, atunci când energia unui foton scade, frecvența sa de oscilare scade, iar lungimea sa de undă crește.
Spectrul luminii începe cu fotonii de lumină care au o energie foarte mică și o lungime de undă foarte mare, fiind invizibili pentru noi oamenii, continuând cu lumina care are o energie din ce în ce mai mare și o lungime de undă din ce în ce mai mică. În capătul stâng al spectrului avem microundele, undele radio și undele infraroșu, apoi, îndreptându-ne spre celălalt capăt, întâlnim lumina vizibilă, cea pe care noi o putem vedea, apoi razele ultraviolete, razele X și razele gamma. Tot aici putem observa că lumina albastră are mai multă energie decât lumina roșie, astfel o creștere în energia unui foton, mărește frecvența acestuia, repozitionându-l spre capătul drep al spectrului optic.
Prin aer, prin apă, sau prin alte materiale transparente, lumina călătorește puțin mai încet decât sprin spațiul vid, deoarece fotonii traversează din atom în atom, fiind „absorbiți” de către electroni, dar fiind eliberați dacă nu au energia necesară electronului pentru al muta pe un alt strat de energie.
Distanța dintre straturile electronilor poate varia de la material la material. Spre exemplu, în moleculele care alcătuiesc sticla, distanța dintre straturile de energie ale electronilor este foarte mare, iar un foton de lumină vizibilă nu are îndeajus de multă energie să poată „excita” îndeajuns de mult un electron încât acesta să poată „sări” pe un alt strat de energie, iar din acest motiv sticla este trasparentă undelor de lumină vizibilă, însă este opacă undelor care au o energie mai mare, cum ar fi razele ultraviolete sau razele X.
În schimb, la un corp opac la lumină vizibilă, distanța dintre straturile de energie ale atomilor care îl acătuiesc este mai mică decât în cazul unui corp transparent, fotonii fiind absorbiți de către electroni, iar energia consumată de aceștia este folosită pentru a se muta pe un alt strat de energie, după care fotonul va fi reemis de către electron, însă cu o energie mai mică decât inițial, diferența de energie fiind direct proporțională cu distanța dintre straturile de energie ale electronilor.
Știind că o anumită lungime de undă este invers proporțională cu energia fotonului, în funcție de energia consumată de către electronii unui corp, acela va avea o anumită culoare, deoarece creierul uman interpretează frecvența luminii ca având o culoare anume; o frecvență mai mică este percepută ca o culoare roșiatică, în timp ce o frecvență mai mare este percepută ca o culoare albăstruie, în mijlocul acestor două culori situându-se culoarea verde, care împreună formează combinația tuturor celorlalte culori pe care noi oamenii le percepem.
