【大紀元1月1日訊】大紀元記者劉菲編譯報導/據美國宇航局Goddard太空中心消息﹐一項新的研究表明﹐愛因斯坦的“光速不變”理論即使在目前最嚴格的條件下仍然成立。那麼這意味着什麼呢﹖
*萬能的“統一理論”
愛因斯坦說空間和時間實際上是一個單一實體﹕時空的兩個方面﹐是一個四維的概念。這是他狹義和廣義相對論的理論基礎。例如廣義相對論指出引力是質量扭曲了時空的結果﹐就象一個在床墊上的保齡球。
廣義相對論是引力在宏觀上的理論。量子力學是原子和亞原子微粒在微觀上的理論。量子力學沒有描述引力而是描述了其它三種基本力﹕電磁﹐強力和弱力。
科學家們很早就希望把這些理論融合成一個萬能的“統一理論”以描述自然界的一切現象。人們先後提出了一些“統一理論”﹐如量子引力和 弦論﹔這些理論需要引入多維空間﹐同時會違反愛因斯坦狹義相對論的一些基本觀點﹐如光速是一切物體所能達到的最大速度。
由量子力學導出的測不准原理暗示了在亞原子級﹐虛粒子﹐亦稱量子擾動會時隱時現。許多科學家說時空本身是由量子擾動構成的。如果仔細看﹐電子擾動有點象泡泡或“量子泡沫”。有些科學家認為時空的量子泡沫能夠減慢光速。泡沫對高能光子﹐如X射線和Gamma射線的減速作用要比低能光子如可見光和無線電更明顯。
光速的變化將違反狹義相對論的基本原則–洛倫茲不變性。這將為“統一理論”提供線索。科學家們曾希望通過研究可見的宇宙範圍最遠處所傳來的Gamma射線來尋找這種違反洛倫茲不變性的現象。因為在那裡空間的量子泡沫可能會使光線推遲數十億年到達地球。
*現有技術能力的局限
科學家們通過對地面和太空中的高能gamma射線進行觀察﹐獲得了關於時間﹑物質﹑能量和空間的基本特性在亞原子層以下的表現。在NASA的哥達德航天飛行中心工作的岪洛伊德-斯達克(Floyd Stecker)博士是這項發現的主要負責人。
斯達克博士是在離我們地球近得多的地方發現洛倫茲不變性未被違反。他研究了從兩個較近的星系所發出的Gamma射線。這兩個星系是大約距我們5億光年的Mkn 421 和Mkn 501﹐其中心有超大質量的黑洞。這類星系的Gamma射線在宇宙中與紅外線光子相碰撞。碰撞的結果是Gamma射線和紅外線光子被銷毀﹐因為它們的能量轉化成了反物質﹐亦稱正電子。而這正符合愛因斯坦的質能方程E=mc^2﹐
斯達克博士等科學家指出通過對Mkn 421 和Mkn 501的直接觀察獲得了高能Gamma射線被銷毀的證據﹐清楚地證明了洛倫茲不變性並未被違反﹐仍是具有生命力的。因為如果它被違反了﹐Gamma射線將會穿過銀河系外的紅外霧而不會被銷毀。
斯達克認為﹐如果有一天我們發現洛倫茲不變性可以被違反﹐那至少是在千萬億分之一的數量級。而這超出了我們現有技術的探查能力。斯達克博士說﹕“這些結果也告訴我們弦論和量子引力論的正確形式必須也得符合洛倫茲不變性。”任何科學理論都有它成立的範圍﹐超出這個範圍就需要用更具有包容力的理論來闡述。舊的理論也就成了新理論裡面的一個特例。“光速不變”理論在目前最嚴格的條件下仍然成立﹐尋找另外空間仍然停留在理論﹐而我們的技術能力還不足以對更微觀進行研究。@
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