【大紀元2013年04月30日訊】（大紀元記者海寧編譯報導）教科書上說，光速是常數。但有些科學家正在探索光速可變的可能性。這是宇宙空間真空性質的後果。
生活科學網站（LiveScience）報導，光速的定義對於宇宙學和天文學有廣泛的影響。這兩門學科皆假定光速不隨時間變化。比如，當測量標誌電磁力強弱的精細結構常數（α）時，就會用到光速。另外，可變光速也會改變化學鍵的強度和核物質本身的密度。
可變的光速還意味著對宇宙大小的估計恐怕謬之千里。不幸的是，這並不是說我們能夠做超光速飛旅行。因爲物理理論如相對論的效果是光速的後果，而不是緣由。
三月份發表在《歐洲物理學期刊D》上的兩篇文章試圖從空間自身的量子性質推導出光速。兩篇文章的機制不同，但是其共同思想是如果改變對基本粒子和輻射相互作用的假設，光速便可能改變。兩篇論文都認爲空間非空，而是充滿了突然間出現而又轉瞬即逝的虛粒子的大雜燴。
宇宙真空和光速
第一篇文章的首作者是巴黎第十一大學（Université du Paris-Sud）的烏爾班（Marcel Urban）。該文審視了一直被認爲是虛空的宇宙真空。支配亞原子粒子和微觀世界的量子物理定律說真空中其實充滿了類似誇克（quark）的基本粒子，稱爲「虛粒子」。這些總是和它們的反粒子如影隨形的物質粒子，突然共生然後又立即碰撞。當物質和反物質粒子接觸時，會彼此湮滅。
光子在飛躍空間時，會被那些虛粒子捕獲和再發射。烏爾班和他的同事提出，虛粒子的能量，特別是它們攜帶的電荷，能夠影響光速。因爲一個粒子的能量在捕獲光子時是隨機的，其對光子的速度影響也應當變化。
因此，光飛躍一段距離的時間應當同隨距離的平方根而變化，雖然這種效應極其微小，每平方米真空大概祇有0.05飛秒（一飛秒是一千萬億分之一秒）。20世紀對光速的測量達到了十億分之一的高精度，所以其變化很小乃意料之中。
烏爾班和同事們說，爲了找到這一微小漲落，可以測量光在長距離中的色散。一些天文現象，比如伽馬射綫爆發，其產生輻射脈衝的距離足夠遙遠，也許能夠檢測到光速的變化。他們還提出可以使用激光在相距一百碼遠的鏡子之間多次反射，或許也可檢測光速的漲落。
粒子種類和光速
第二篇文章提出了一種不同的機制，但卻和第一篇文章殊途同歸，得出了光速可變的結論。德國馬科斯-普朗克光物理研究所的劉克斯（Gerd Leuchs）和桑切斯-索托（Luis Sánchez-Soto）說宇宙中存在的基本粒子的數量也許決定了光速。根據他們的計算，宇宙中應該有100种左右帶電的粒子。現在統領粒子物理的「標準模型」中只有九種：電子、渺子（muon）、陶子（tauon）、六種夸克、光子和W-玻色子（W-boson）。
這些粒子皆帶電荷。這些電荷對標准模型很重要。一個稱爲「阻抗」（impedance）的物理量取決於這些電荷的總合。另一方面，阻抗還依賴於真空的電容率（permittivity）和磁導率（permeability）。二者分別描述真空對電場的阻力和對磁場的透過能力。光由電磁波組成，因此改變電容率和磁導率應當會改變測量到的光速。
桑切斯-索托在一封給生活科學網站的電子郵件中說：「我們計算了由那些稍縱即逝的虛粒子引起的真空電容率和磁導率的變化。結果顯示，這樣一個簡單的模型揭示了兩類不同的帶電粒子和其反粒子對真空電容率和磁導率的貢獻基本相同。這兩類粒子是我們已知的粒子和未知的粒子。」
兩篇文章都說光能夠和虛粒子對發生相互作用。在劉克斯和桑切斯-索托的模型中，真空的阻抗（有可能加快或者減慢光速）取決於粒子的密度並且和光中電場和磁場的比率有關；每一束光都由電場和磁場組成。其測量值和空間的磁導率決定了光速。
但有些科學家對此表示懷疑。斯坦福綫性加速器國家實驗室（SLAC）的瓦克（Jay Wacker）說他對作者們使用的數學處理有疑慮，並且大多數人不會像他們那樣使用數學工具。瓦克說：「正確的方式是使用費曼圖（Feynman diagram）。」他表示，光速是個很有趣的問題，但是上述兩篇論文中的方法對研究這個問題稍顯不足。
另一個問題是，如果真的存在「標準模型」所不包括的其它粒子，該理論需要大修改。但迄今爲止其預言都應驗了，最著名的例子是希格斯玻色子的發現。這並不意味著不存在其它的粒子；但是如果這些粒子存在，其能量和質量超越我們今天的加速器，它們的效應可以在另外的地方觀察到。
（責任編輯：張東光）
