真空光速可變性的“猜想與反駁”
光在真空的傳播可能不是一個(gè)常數(shù),最新的研究發(fā)現(xiàn)光在真空的傳播速度可能不是恒定不變的,科學(xué)家不得不削尖鉛筆,重新計(jì)算光在真空的傳播模式,而數(shù)學(xué)公式的演算方式幾乎影響了物理世界的所有方面,包括了從宇宙年齡到衛(wèi)星軌道。最新的理論研究表明,光在真空的傳播速度沒有絕對(duì)的不變性,光速的起伏值差不多是每秒和每平方米(真空的橫切面)50倍10的負(fù)18次方分之一。人們一直認(rèn)為光速是一個(gè)常數(shù),光在真空的傳播速度為每秒299,792,458米,光速不變的絕對(duì)性可能需要重新審視。
在過去的一個(gè)世紀(jì)有一個(gè)毋庸置疑的物理命題,即:光速是一個(gè)恒定的常數(shù),光速不變形的命題與一個(gè)主要的假想條件有關(guān),即:真空處在完全的虛無狀態(tài)。真空的虛無性是一個(gè)繞不開的問題,太空實(shí)際上不是空無一物的虛空或“什么也沒有”,真空似乎有點(diǎn)什么,真空可能含有極其微小的粒子,它們以極為特殊的方式存在于真空,虛粒子對(duì)在真空中跳進(jìn)跳出,一會(huì)兒在真空?qǐng)觯粫?huì)兒不在真空?qǐng)?,虛粒子的存在方式妨礙或阻擋了光的傳播。
《歐洲物理雜志》發(fā)表了有關(guān)真空光速的兩篇論文,文中建構(gòu)了兩種有共同之處的理論,太空處于真空的狀態(tài),但真空并非虛無,而是充斥了虛虛實(shí)實(shí)的粒子對(duì),超小的粒子對(duì)組成了不同尋常的量子空間,粒子對(duì)在量子世界不斷地產(chǎn)生和消失,跳進(jìn)跳出的速度非常之快。巴黎第十一大學(xué)的馬塞爾·厄爾本是第一篇論文的主要作者,他解釋了第一種理論的觀點(diǎn),光速和有些其它的物理常數(shù)不是保持不變的物理量,它們?cè)诹孔诱婵請(qǐng)鲋惺强梢杂^測(cè)到的變化參數(shù)。

愛因斯坦的相對(duì)論建立在真空光速絕對(duì)不變的基礎(chǔ)上,也許有必要修正相對(duì)論的前提條件,從修正公式的推導(dǎo)中得出一個(gè)令人滿意的結(jié)論。德國(guó)馬克思-普朗克研究所的物理學(xué)家歌德·魯赫斯和路易斯·桑切斯·索托是第二篇論文的主要作者,他們解釋了第二種理論的觀點(diǎn),光在真空的傳播速度與真空粒子的電荷有關(guān),而與粒子的質(zhì)量無關(guān),第二種理論解釋了光似乎以恒定方式在真空傳播的性質(zhì)。
轉(zhuǎn)瞬即逝的真空離子引起了光速的波動(dòng),兩篇在《歐洲物理學(xué)雜志》發(fā)表的論文挑戰(zhàn)了物理學(xué)界有關(guān)真空屬性的既有認(rèn)知,巴黎大學(xué)位于法國(guó)的奧爾賽,馬塞爾·厄爾本和同事進(jìn)行了一項(xiàng)理論研究,他們確定了量子狀態(tài)形成的一種機(jī)理,對(duì)充滿真空的虛粒子的波動(dòng)能量進(jìn)行了解釋,真空固有的特性引起了光速波動(dòng),真空光速不一定是固定常數(shù),光速可能表現(xiàn)為波動(dòng)的變化。厄爾本和同事第一次在細(xì)節(jié)性上確定了量子物理的機(jī)制,解釋了真空中的磁化強(qiáng)度和極化或偏振現(xiàn)象,解釋了真空的導(dǎo)磁系數(shù)和電容率或介電常數(shù)和有限光速的物理概念。

在真空每一個(gè)單位的體積中,粒子的壽命短暫,粒子的數(shù)量有限。量子態(tài)的粒子和光速存在某種相關(guān)性,有一個(gè)理論的可能性,即:光速在真空中不是固定的,但光速的波動(dòng)獨(dú)立于單個(gè)光量子或光子的能量,光速波動(dòng)的幅度大于由量子引力帶來的粒子波動(dòng)。光速與真空的時(shí)空特性有關(guān),光子的傳播時(shí)間大約為每平方米(真空橫切面)50阿托秒(10的負(fù)18次方),在超速激光儀的幫助下,科學(xué)家可能測(cè)量出光子的運(yùn)動(dòng)速度。
馬克斯-普朗克研究所位于德國(guó)的埃爾朗根,研究所下屬的光物理所的物理學(xué)家歌德·魯赫斯和路易斯·桑切斯·索托進(jìn)行過一項(xiàng)研究,確定了光速物理常數(shù)的屬性,光速和自由空間的電阻抗只是外在的標(biāo)識(shí),其本質(zhì)性的含義是基本粒子的總數(shù)。物理學(xué)家對(duì)真空的概念感到十分好奇,產(chǎn)生了強(qiáng)烈的研究興趣,他們認(rèn)為真空在量子物理的意義上不是絕對(duì)的虛空,在真空中實(shí)際上充斥了持續(xù)性出現(xiàn)和消失的粒子對(duì),比如:電子和正電子,夸克和反夸克,粒子對(duì)在真空中轉(zhuǎn)瞬即逝,這些微小粒子的壽命極其短暫。
歌德·魯赫斯和路易斯·桑切斯·索托創(chuàng)建了真空量子場(chǎng)的數(shù)學(xué)物理模型,作為電偶極子的帶電虛粒子,它們是真空極化或偏振現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。真空的特別屬性是確定光速的關(guān)鍵因素,而電阻抗是真空的特別屬性。光速的大小有賴于帶電粒子數(shù)量的平方,而不是有賴于粒子的質(zhì)量。如果兩位物理學(xué)家的光速理論經(jīng)過了實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),那么光速與真空的阻抗有關(guān),而阻抗是衡量帶電粒子總數(shù)的一項(xiàng)指標(biāo),現(xiàn)在的問題是如何從物理實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證他們的理論構(gòu)想。

(編譯:2021-3-29)
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