真空中的「光速不變」並不絕對

2020-12-16 鄧如山

第一篇:光在真空中的傳播也許不是一個常數

最新的研究發現,光在真空中的速度也許不是恆定的,科學家也許不得不削尖他們的鉛筆,重新演算光在真空中的傳播速度。新數學公式的演算幾乎能影響到物理世界的一切方面,從宇宙的年齡到衛星的軌道。兩種新的理論研究揭示出了光在真空中的速度並非是一個不變的常數項,它的起伏數值差不多是每秒、每平方米(真空中的橫切面)50倍的10-18分之一。因此光的速度為每秒299,792,458米這一物理學的「絕對真理」也許需要重新審定。

在過去的一個世紀的時間裡,光的速度是一個毋庸置疑的恆定常數,主要的假想條件是真空是一種完全「虛無的空間」,問題就出現在太空中的真空狀態實質上不是一種「空無一物」的虛空,真空的內部應該「有點什麼」,在真空中成對的極其微小的粒子也許以一種極為特殊的方式顯示自己的存在,這些粒子在真空中「跳進跳出」,一會兒在,一會兒又不在,它們也許妨礙,或者阻擋了光的傳播。

兩種新的理論以研究論文的形式發表在了《歐洲物理雜誌》上,這兩種理論的共同之處是認為太空中的真空實際上充滿了成對的粒子,超小來的粒子對形成了不同尋常的「量子空間」,粒子在量子世界裡產生和消失的速度都非常快。來自巴黎第十一大學的馬塞爾·厄爾本是第一篇論文的主要作者,他認為光速和其它的一些物理常數不是基本的常數,而是一種對於量子真空場而言的可以觀測的參數。

愛因斯坦的相對論建立在真空中的光速絕對不變的基礎上,也許需要進行一些修正,從修正後的公式獲得一個更為滿意的結論。來自德國馬克思普朗克研究所的物理學家歌德·魯赫斯和路易斯·桑切斯·索託是另一篇論文的主要作者,他們認為光速在真空中的傳播依賴於真空中粒子的電荷,而不依賴於粒子的質量,他們提出的理論解答了光為什麼以這樣的方式在真空中傳播的問題。

2013-3-29

第二篇:轉迅即逝的真空離子引起了光速的波動

兩篇即將發表在《歐洲物理學雜誌》(EPJD)的論文挑戰了物理學界關於真空性質的既有智慧,在一片論文中,來自法國奧爾賽的巴黎大學的馬塞爾·厄爾本和他的同事一起,確定了一種量子水準的發生機制,以此解釋了充滿真空中的虛粒子擁有波動的能量,這種真空的固有特性造成了光速的波動,也許真空中的光速不會是一個固定的常數,而是波動的變數。

在另外的一項研究中,來自德國埃爾朗根的馬克思普朗克研究所光物理學領域的物理學家歌德·魯赫斯和路易斯·桑切斯·索託指出了物理常數,諸如:光速和所謂自由空間中的電阻抗,只是一種標識,這個標識的本質含義是基本粒子的總數量。真空是物理學領域最令人好奇和興奮的概念之一,從量子物理學的構架上來分析,真空就不是一個「絕對虛空」,它實質上充斥了連續出現和消失的離子對,諸如:電子和正電子,夸克和反夸克,這些轉迅即逝的離子對是真實存在於真空中的微小物體,只是它們的壽命極為短暫。

厄爾本和他的同事在研究中第一次建立了體現細節性原則的量子物理機制,解釋了真空中的磁化強度和極化(偏振)的概念,提及到了真空中的導磁係數和電容率(介電常數),以及有限光速的物理量。厄爾本和他的同事指出了在一個真空中每一個單位的體積之內,壽命短暫的粒子數目是一個有限的量。

從量子化粒子和光速的相關性出發,他們得出的結論是存在一種理論的可能性,即:光速在真空中不是固定的,並且光速的波動是獨立於單個光量子,或者光子的能量,光速的波動幅度大於粒子的量子引力引起的波動效應。光速依賴於真空中空間和時間的特性,光子的傳播時間大約是每平方米(真空中的橫切面)50阿託秒(10-18),藉助新的超速雷射儀,光子的速度也許是可以測試的。

歌德·魯赫斯和路易斯·桑切斯·索託在他們的研究中建立了數學模型,其中虛的帶電粒子作為一種電偶極子構成了真空中極化(偏振)現象的原因,他們發現了真空的一種特別性質是確定光速的關鍵因素,這種特別的性質就是電阻抗,因此光速僅僅依賴於帶電粒子的平方數量,而不是這些粒子的質量。如果這兩位物理學家的理論描述是正確的,即:光度與真空中的阻抗相互聯繫,而阻抗是一個衡量帶電粒子總數量的指標,那麼可以用物理實驗的結果來支持他們的理論構想。

科普編譯:2013-3-29

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    這裡還是再把四十四章的一個問題,拿出來再問一遍:你如何理解光速不變原理?關於光速不變原理的理解。注意再看一遍:光速不變原理是指真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。不要盯著光速值看,要看根本。就好比我問你:現在的光速值被認定為299,792,458 米每秒。
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    光速不變原理:真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。
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    我也曾經拿這一點作為很重要的論據,但是後來有人提醒了,就算沒有長時間大範圍的真空,短時間小範圍的真空總是沒有辦法否認的,所以,如果我們仔細考慮這個問題,我們沒有必要去反對真空中的光傳播速度,問題仍然在於找到這個介質。真空中的光速可以有一個很好的提示,那就是「光的傳播介質可以不是物質」。我是非常支持這個觀點的。其基礎是「光傳播需要介質」以及「真空中沒有物質」而又有「光可以在真空中傳播」這個事實。
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  • 光速不變原理是怎麼被發現的?
    光速不變原理光速不變原理其實是狹義相對論的兩條基本假設,另外一條是相對性原理。愛因斯坦就是利用這兩條基本假設推導出了整個狹義相對論。其實這種方式是很復古的,數學中,歐幾裡得幾何學就是利用5條基本假設,推導出了整個平面幾何學,愛因斯坦與此是如出一轍的。那什麼是光速不變原理呢?
  • 相對論說光速不變,那如何解釋光在介質中速度變慢呢?
    這個問題其實是對相對論光速不變原理不了解,從而產生的疑惑!光速不變原理光速不變原理是指真空中的光速對任何觀察者來說都是相同的。相對論中是不允許有質量的物質運動速度超過光速,如果達到光速,質量便會加到無窮大,所以相對論不讓攜帶質量和信息的物質超光速。因此超光速不是不被允許,只要不攜帶信息和質量就可以。所以量子糾纏和宇宙膨脹都沒有違反相對論。真空中最快,為3*10^8米/秒. 其餘介質都比在真空中慢,最接近的是空氣,約為2.996*10^8米/秒。
  • 光速恆定不變,這是怎麼被發現的?源於一次大膽的假設
    光速為299792458m/s,且恆定不變。光速不變是怎麼一回事呢?光速是宇宙系統內部運動的最快速度,任何有質量的物體都無法超越光速,且光速相對於任何參考系而言都是恆定不變的。這是不是有些不好理解?那就讓我們從牛頓說起。
  • 我們都在說「速度是相對的」,但為什麼光速是絕對的?
    一開始,人們堅信光速與別的速度無異,同樣會因參考系的不同而不同,直到詹姆斯·克拉克·麥克斯韋於19世紀建立起一組描述電場、磁場與電荷密度、電流密度之間關係的偏微分方程之後,災難便降臨了。麥克斯韋方程組預示了電磁波的存在,同時還推導出了電磁波在真空中的傳播速度與光速完全一致,且這個速度針對任何參考系而言都是相同的。
  • 解讀光速不變和相對論,為何說它們是正確的?
    本文將利用光行差分析以反證法來證明真空中光速不變。之所以要用反證法,是因為目前測量光速的實驗都是用光線往返雙程的測量方法,這種方法為很多人所詬病。同時,利用反證法,只考慮光速變還是不變的問題,不考慮具體的光速是多少,怎麼測量,交給別人去做好了。如果光速是變化的這個假設與我們觀測到的現象相違背,這就證明光速是不變的。
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  • 「相對性原理」和「光速不變原理」該如何理解?它們為何相牴觸?
    那今天就讓我帶領大家一起看看什麼是「相對性原理」、什麼是「光速不變原理」,以及「相對性原理」與「光速不變原理」在實際問題中是怎樣相互牴觸的!這也可以為您理解「狹義相對論」打下一個堅實的基礎!下面,讓我們一起來看一看什麼是光速不變原理光速不變原理是愛因斯坦狹義相對論的一個基本假設,光速不變原理指的是:無論在哪一種慣性參照系中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數「299792458 m/s」,這個常數不會隨著光源和觀察者所在參考系的相對運動而改變
  • 光速不變的原因是什麼?是自然的本質還是巧合?
    在人們不了解光的本質是什麼的時候,人們並不清楚光的速度到底是多少,因此光的速度一直被認為是無窮大的。隨著時間的推移,科學家發現光速的確很大,但是並不是無窮的,它大到是有一個具體的值。可是後來的麥克斯韋方程組的第四個方程卻推導出了光速是恆定不變得值,這裡就出現與牛頓的理論出現了矛盾,因為物體的速度取決於所選取的參考系,那麼這就存在著兩個光速與任何一個速度疊加後的速度到底是多大呢?起初科學家認為麥克斯韋的方程一定有錯誤,偉大的牛爵爺雖然不在人世,但是「餘威」尚存。
  • 趣知識;光速不變的證據、萬物皆數及宇宙三公理
    光在同種均勻介質中沿直線傳播,但當光遇到另一介質(均勻介質)時方向會發生改變,改變後依然緣直線傳播。二,光速不變原理:無論在何種慣性系(慣性參照系)中觀察,光在真空中的傳播速度都是一個常數,都為299792.458公裡/秒。
  • 英國科學家成功降低真空中光速 或將顛覆愛因斯坦理論
    原標題:英國科學家成功降低真空中光速 或將顛覆愛因斯坦理論科學家成功降低真空中光速   中新網1月27日電 據外媒26日報導,根據愛因斯坦的相對論,在任何參照系中,光在真空中的傳播速度都是一個常數。但是科學家最近卻成功讓光在自由空間(free space,完美真空)中的速度降了下來。   英國格拉斯哥大學和赫瑞瓦特大學的研究人員進行了一項實驗。
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    在科學之初,牛頓的絕對時空觀奠定了物理學的基礎,即空間是空無一物的,對稱的。之後對光現象的解釋出現了光的波動說,即空間中連續著以太,光是以太的波動,這一學說在19世紀以前佔據了絕對的主導地位。到了20世紀,愛因斯坦又否定了以太觀,又重新把物理學恢復到間斷來認識世界之上。那麼未來會怎麼樣呢?越來越多的事實證明,空間中確實連續著某種媒介,這樣一來,物理學又一次革命就來了。
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