宇宙巨变或在眼前
2018-01-07

(图片: Fotolia)

爱因斯坦于1905年创立狭义相对论,一个最基本的假定是,无论观察者以多大的速度在任何方向上运动,光速对于他来说都是不变的。也就是说作为一个常数的光速在宇宙空间中是恒定的。

光在真空中的固定速度是299,792,458米 / 秒。基于爱因斯坦的理论,如果有物体超过了光速,它就违反了基本法。因此,他提出假设,光速必须是不变的。近年来,在基本粒子研究领域,越来越多的科学家对这一假定提出质疑。

他们认为,在宇宙的深处,时空的结构可能会发生一些在地球上难以探测的变化,而这些变化将会导致光速的改变。

在美国航空航天局基础物理计划的支援下,科学家们展开了一系列重新审视狭义相对论的实验。科学家们用置于国际空间站上的超精度时钟和其他一些太空任务,来检测爱因斯坦狭义相对论光速不变的假定。

计划的负责人之一,印第安纳大学物理学教授,阿兰.考斯泰勒基博士(Alan Kostelecky)说,他们在国际空间站安装了三种不同的超精度时钟:主原子空间定位时钟(Primary Atomic Reference Clock in Space),铷原子钟(Rubidium Atomic Clock)和超导微波震荡仪(Superconducting Microwave Oscillator)。

除了国际空间站之外,NASA的一些其他飞行计划也对狭义相对论进行了重新检验。

地球的转轴方向和旋转速度是固定的,而太空中空间站或飞船转轴的方向和速度却是可以变化的,所以一旦时空的结构发生了细微改变,在太空中的测量将比在地球上的更为精确。

本来,光速不变只是一种假说,人类也只是在小范围内做过一些实验,从未进行过真正意义上的宇宙空间的测量,即便是银河系边缘上的光速,人们都没有测量过,宇宙深处的光速性质是否与地球上的光速性质一样,谁也不能保证。

所以科学家们在认识到这个问题后,投入了大量的资金,设备,大规模地做实验,在宇宙深处重新检验以光速不变原理为基础的狭义相对论。

另一方面,量子力学研究的重大发现,也对光速不变原理提出了挑战。

近一个世纪以来,科学家一直在为“量子纠缠”(quantum entanglement) 现象争论不休,因为这种被爱因斯坦斥为“幽灵般超距作用”微观物理现象,似乎不遵守物理学基本定律——光速不变。2015年,荷兰科学家领导的国际科研团队证实了量子纠缠,互相分离的粒子可以被完全“纠缠”,其结果是,无论两个粒子之间的距离是多少,测量一个粒子几乎同时会影响到另一个。这一发现,或打破光速不变原理。如果根据光速不变原理,光在真空中传播的速度为299,792,458米 / 秒,举个最简单的例子,太阳到地球的平均距离是1.5亿公里,太阳光大约需要500秒才能到达地球。

也就是说,我们晒到的每一缕阳光,永远是大约8.3分钟以前的太阳。而宇宙深处的天体,距离我们动辄几百万,甚至几千万光年。所以人们一直认为,我们能够观察到的天文现象,都是发生在几百万或几千万年以前的事。近年来,人类不断观察到重大的天体变化,比如超新星爆发增多,新恒星大量诞生,多个星体碰撞合并,GAMMA射线爆发等等。

如果光速不变原理并不成立,光的速度在宇宙中是变化的,并且在宇宙的深处比在地球上要快得多,那么,我们看到的外层空间的宇宙巨变,很可能并不是遥远得和我们没有任何关系的过去,或许就发生在几年前、几天前,甚至几秒之前。

中国古人相信天人合一,人与天地是一个整体,任何一方的变化都会带来另一方的变化。

同样,根据量子纠缠原理,如果人类与天体是有相互关系的,天体的变化,也会使人类社会产生变化。也许,一场前所未有的颠覆性变革,正在等待著们每一个人。
    来源: 看中国

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