如是說999

2017-12-17

科学家们准备用置于国际空间站上的超精度时钟和其它一些太空任务，检测爱因斯坦狭义相对论。消息称，这一实验结果很有可能极大程度地改变人们对宇宙时空的认识。

创立于1905年的狭义相对论的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。

然而，近些年来在基本粒子研究领域提出的一些新理论却认为，这一假定并不总是正确的，在宇宙的深处，时空的结构可能会发生一些在地球上非常难以探测到的变化，而这些变化将会导致光速的改变。

为了证明这些新理论的正确性，在美国航空航天局基础物理计划的支持下，科学家们展开了一系列重新审视狭义相对论的实验。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，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）和超导微波振荡仪（Superconducting Microwave Oscillator）已经被安装在国际空间站上了，此外欧洲空间局(European Space Agency)也将很快在国际空间站上安装原子钟系综（the Atomic Clock Ensemble）。除了国际空间站之外，NASA的一些其他飞行计划也将对狭义相对论进行重新检验，其中，一个名为“时空”（SpaceTime）的飞行任务将携带原子钟飞过木星，并将它们以极高的速度抛向太阳，这种高速飞行将确保检验的高敏感度。

由于地球的转轴的方向和旋转的速度是固定的，而在太空中，空间站或飞船转轴的方向和速度都是可以变化的，所以如果时空的结构发生了细微的改变，在太空中的测量将比在地球上的更为精确。考斯泰勒基博士最后说，这些实验结果将很可能在科学界引起极大的轰动，并对人们现有的时空结构的认识产生革命性的影响。

其实光速不变只是一种在很小范围内的归纳，是一种假说。

人类的确做过一些试验，可那范围与宇宙比起来是非常小的，银河系边缘上的光速人们都没有测量过，所以并不能保证宇宙深处的光速与地球上的光速一样。科学家们也认识到了这个问题，所以投巨额资金，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。

再延伸下去，我们知道，科学家们在近几年内观察到了许多重大的天文学变化，比如超新星爆发的增多，新恒星的大量诞生，多个星体的碰撞合并，GAMMA射线的爆发，新星体的大量涌现，这些现象一般都距离地球几百万，甚至几千万光年之遥，所以很多人根据光速不变原理，认为这些宇宙巨变都是发生在几百万或几千万年以前的事，与我们现在没有什么关系。其实，如果光速在宇宙中是变化的，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就不再是遥远的过去的事情，可能就是几年前的事情，甚至是最近的事情，这意味着什么呢？宇宙的巨变可能近在眼前，何止近在眼前，每个人都可能已经在其中了。中国古人相信天人合一，从天象的变化可以预知人类社会的变迁，天象的变化也会导致人类社会的变迁。这些剧烈的变化对应到我们地球上，或许预示人类也正面临着重大变革。

作者： 邱道

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（图片来源：Adobe Stock）