光在真空的传播可能不是一个常数,最新的研究发现光在真空的传播速度可能不是恒定不变的,科学家不得不削尖铅笔,重新计算光在真空的传播模式,而数学公式的演算方式几乎影响了物理世界的所有方面,包括了从宇宙年龄到卫星轨道。最新的理论研究表明,光在真空的传播速度没有绝对的不变性,光速的起伏值差不多是每秒和每平方米(真空的横切面)50倍10的负18次方分之一。人们一直认为光速是一个常数,光在真空的传播速度为每秒299,792,458米,光速不变的绝对性可能需要重新审视。
在过去的一个世纪有一个毋庸置疑的物理命题,即:光速是一个恒定的常数,光速不变形的命题与一个主要的假想条件有关,即:真空处在完全的虚无状态。真空的虚无性是一个绕不开的问题,太空实际上不是空无一物的虚空或“什么也没有”,真空似乎有点什么,真空可能含有极其微小的粒子,它们以极为特殊的方式存在于真空,虚粒子对在真空中跳进跳出,一会儿在真空场,一会儿不在真空场,虚粒子的存在方式妨碍或阻挡了光的传播。
《欧洲物理杂志》发表了有关真空光速的两篇论文,文中建构了两种有共同之处的理论,太空处于真空的状态,但真空并非虚无,而是充斥了虚虚实实的粒子对,超小的粒子对组成了不同寻常的量子空间,粒子对在量子世界不断地产生和消失,跳进跳出的速度非常之快。巴黎第十一大学的马塞尔·厄尔本是第一篇论文的主要作者,他解释了第一种理论的观点,光速和有些其它的物理常数不是保持不变的物理量,它们在量子真空场中是可以观测到的变化参数。
爱因斯坦的相对论建立在真空光速绝对不变的基础上,也许有必要修正相对论的前提条件,从修正公式的推导中得出一个令人满意的结论。德国马克思-普朗克研究所的物理学家歌德·鲁赫斯和路易斯·桑切斯·索托是第二篇论文的主要作者,他们解释了第二种理论的观点,光在真空的传播速度与真空粒子的电荷有关,而与粒子的质量无关,第二种理论解释了光似乎以恒定方式在真空传播的性质。
转瞬即逝的真空离子引起了光速的波动,两篇在《欧洲物理学杂志》发表的论文挑战了物理学界有关真空属性的既有认知,巴黎大学位于法国的奥尔赛,马塞尔·厄尔本和同事进行了一项理论研究,他们确定了量子状态形成的一种机理,对充满真空的虚粒子的波动能量进行了解释,真空固有的特性引起了光速波动,真空光速不一定是固定常数,光速可能表现为波动的变化。厄尔本和同事第一次在细节性上确定了量子物理的机制,解释了真空中的磁化强度和极化或偏振现象,解释了真空的导磁系数和电容率或介电常数和有限光速的物理概念。
在真空每一个单位的体积中,粒子的寿命短暂,粒子的数量有限。量子态的粒子和光速存在某种相关性,有一个理论的可能性,即:光速在真空中不是固定的,但光速的波动独立于单个光量子或光子的能量,光速波动的幅度大于由量子引力带来的粒子波动。光速与真空的时空特性有关,光子的传播时间大约为每平方米(真空横切面)50阿托秒(10的负18次方),在超速激光仪的帮助下,科学家可能测量出光子的运动速度。
马克斯-普朗克研究所位于德国的埃尔朗根,研究所下属的光物理所的物理学家歌德·鲁赫斯和路易斯·桑切斯·索托进行过一项研究,确定了光速物理常数的属性,光速和自由空间的电阻抗只是外在的标识,其本质性的含义是基本粒子的总数。物理学家对真空的概念感到十分好奇,产生了强烈的研究兴趣,他们认为真空在量子物理的意义上不是绝对的虚空,在真空中实际上充斥了持续性出现和消失的粒子对,比如:电子和正电子,夸克和反夸克,粒子对在真空中转瞬即逝,这些微小粒子的寿命极其短暂。
歌德·鲁赫斯和路易斯·桑切斯·索托创建了真空量子场的数学物理模型,作为电偶极子的带电虚粒子,它们是真空极化或偏振现象产生的原因。真空的特别属性是确定光速的关键因素,而电阻抗是真空的特别属性。光速的大小有赖于带电粒子数量的平方,而不是有赖于粒子的质量。如果两位物理学家的光速理论经过了实验的检验,那么光速与真空的阻抗有关,而阻抗是衡量带电粒子总数的一项指标,现在的问题是如何从物理实验上验证他们的理论构想。
(编译:2021-3-29)