作者:James Franson 来源:《新物理学》 发布时间:2014-7-1 14:12:18
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科学家称光速可能比先前认为的慢

超新星1987A在不同波长光下的残余影像图。来源:ALMA/NASA

针对光速的挑战总是源源不断。美国马里兰大学物理学家詹姆斯·弗兰森,日前在物理学权威期刊《新物理学》上发表的一篇文章,在物理学界引起了轩然大波。他声称,光速在真空中传播的速度或许比人们以往认为的要慢一些,并找到了支持这一理论的证据。如果得到证实,目前的物理学将被彻底颠覆,许多著名理论将被改写。

广义相对论认为,光在真空中以每秒299792458米的速度传播。作为物理学中的一个重要常数,它恒定不变。在天体物理学中,用来代表光速常量的小写字母c无处不在,几乎所有的计算和测量都与此相关,重要性不言而喻。

弗兰森的论点基于对超新星SN 1987A爆发的研究。这次超新星爆发发生在1987年2月24日,在几个月时间里用肉眼都可以看到,是自1604年以来人类观测到的最明亮超新星爆发。物理学家组织网6月27日(北京时间)报道称,当时,人们在地球上同时探测到了来自SN 1987A的光子和中微子,由于中微子和光子在真空中的传播速度相同,理论上应该同时抵达地球。但实际情况是,光子比中微子晚到了4.7个小时。科学家当时认为,或许是因为这些光子的来源不同,因此产生了误差。

弗兰森认为,真空光速慢于每秒299792458米或许也是一种可能。他解释称,在真空中飞行的光子极有可能形成一个电子和一个正电子,但两种粒子很快又会形成另一个光子,沿着原来的路线继续前行。这一过程被称为真空极化。由于电子—正电子偶有质量,在银河引力势的作用下,粒子的能量会发生微弱的变化,并最终导致光速衰减。在超新星SN 1987A与地球之间长达168000光年距离上,这样的分分合合发生多次后,将很容易让光迟到4.7小时。而相比之下,中微子则不会受此影响。

如果弗兰森是正确的,目前天体物理学的理论体系将轰然崩塌,所有基于光速的测量数据都将是错误的。例如,太阳光到达地球的时间将比我们此前认为的要长;位于大熊星座的M81星系,距离我们1200万光年,是地球上望远镜可观测到的最亮星系之一。如果光速比我们现在认为的慢,从M81星系发出的光将比我们先前认为的要晚大约两周的时间才能到达地球。由此产生的影响将是非常惊人的:如果是那样的话,所有天体之间的距离都得重新计算,所有描述天体运行规律的理论都得重新修改。可以说,天体物理学的研究不得不一切从头开始。(来源:科技日报 王小龙)

 
 
 
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