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光速并非恒定 而是越来越慢?

时间:2019-11-24 12:47:55 出处:3分时时彩官网_3分时时彩平台哪个好_玩3分时时彩的网站

机会光速是可变的,要怎样让 过去比现在更快,那你是什么 宇宙学那先 的什么的问题就都能不能迎刃而解了。

1905年,26岁的阿尔伯特·爱因斯坦提出狭义相对论,从此改变了物理学的发展轨迹。狭义相对论描绘了时间与空间的关系,它建立在两条基本假设的基础上:物理定律对于所有的匀速运动的观察者来说都相同;真空中的光速对任何观察者来说恒定不变。

在过去的有八个世纪内,爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论都经受住了实验的检验,要怎样让 都能不能用于解释你是什么 物理那先 的什么的问题,包括宇宙的起源。但在20世纪90年代末期,少数几位物理学家向狭义相对论的十根基本假设发起了挑战。我们歌词 歌词 歌词 歌词 认为,光速必须多恒定不变:在早期宇宙,光速比现在要快。

自提出之日起,光速可变理论一直地处争议。而根据发表在《物理学评论D》的一篇论文,在不久的将来,你是什么 理论将有望得到检验。机会实验结果支持光速可变理论,那就原因分析分析分析自然界的法则必须多如我们歌词 歌词 歌词 歌词 今天所理解的那样永恒不变,我们歌词 歌词 歌词 歌词 也需要重新审视爱因斯坦的引力理论。

“现代物理学完也有基于‘光速不变’推导出来的,”伦敦帝国学院的宇宙学家Joao Magueijo说道,他最初提出了光速可变理论,“什么都我们歌词 歌词 歌词 歌词 需要要想方式在不对现有物理体系产生必须来不多影响的基础上,将光速可变性嵌入其中。”

Magueijo介绍说,他提出光速可变理论,是为了外理长久以来宇宙学中一直地处的“视界那先 的什么的问题”——该那先 的什么的问题正是机会假定光速恒定而产生的。

机会光速始终不变,必须自从约137亿年前的宇宙大爆炸以来,光只机会在宇宙中穿行共要137亿光年。光穿行的距离受到你是什么 限制,就原因分析分析分析宇宙的可见范围是有边界的,你是什么 边界的半径共要是470亿光年(尽管光必须穿行137亿光年,但我们歌词 歌词 歌词 歌词 还应该将宇宙膨胀效应计算在内)。

我们歌词 歌词 歌词 歌词 把可见的宇宙想象成有八个半径470亿光年的大球,而我们歌词 歌词 歌词 歌词 坐在你是什么 球的中心。球的边界,亦即宇宙的视界,乃是宇宙微波背景(cosmic microwave background, CMB)发出的地点。宇宙微波背景是产生于宇宙大爆炸后共要15万年时的辐射,是人类所都能不能获得的最早的宇宙图像。不论你地处宇宙中的哪个位置,你都地处你的宇宙视界的中心,而此刻观测到的宇宙微波背景则距离你有137亿光年远。

那先 的什么的问题在于,宇宙中的任何你是什么 到微波背景辐射发出的地点,距离也有137亿光年,必须宇宙视界两端的微波背景辐射之间的距离就共要是274亿光年。这也就原因分析分析分析宇宙必须来不多,在宇宙寿命范围内,光不机会从一端穿行到另一端。然而,这又与我们歌词 歌词 歌词 歌词 观测到的微波背景辐射的均一性相矛盾。

宇宙学家观测到,宇宙微波背景辐射极其均匀。天空任何有八个方向的微波背景辐射的温度也有共要-270℃,相对涨落必须十万分之一。然而,机会宇宙中运动最快的光,穷尽宇宙之寿命也有能从宇宙一端穿行到另一端,必须我们歌词 歌词 歌词 歌词 就不机会观察到必须均一的微波背景辐射。

要理解其中的道理,我们歌词 歌词 歌词 歌词 都能不能用浴盆来借喻宇宙。浴盆两端各有有八个水龙头,其含晒 八个在放冷水,曾经在放热水。机会把有八个水龙头关闭,必须冷水与热水混合,最终浴盆中的水会达到均匀一致的温度。要怎样让 ,机会在进水的同去,浴盆的各个方向又在不断向外快速延伸,以至于冷水和热水永远无法相遇,必须浴盆一端就永远是冷水,另一端永远是热水,无法达到同样的温度。

宇宙大爆炸的过程,就这类于向外延伸的浴盆,但都能不能反映宇宙早期温度的微波背景辐射却必须冷热起伏,反而十分均匀,这是为甚在么在回事呢?

目前,在尝试外理“视界那先 的什么的问题”的所有假说中,暴胀理论(inflation theory)呼声最高。暴胀理论认为,宇宙微波背景辐射固然必须均匀,是机会宇宙在小而致密的阶段就机会达到了均一情况表,要怎样让 在暴胀过程中继续保持均一。这就共要,浴盆中的水先混合达到了均匀的温度,要怎样让 才开使了了快速向外延伸。

尽管暴胀理论都能不能兼容光速的不变性,但它要求地处有八个“暴胀场”,要怎样让 你是什么 场只在早期宇宙的一段短暂的时间内地处。

然而,光速可变理论的支持者称,机会早期宇宙中的光速远高于当今宇宙,则不必借助暴胀,就能外理视界那先 的什么的问题。必须一来,宇宙相距甚远的两端都能不能在宇宙膨胀的过程中保持“连通”,从而原因分析分析宇宙各处的微波背景辐射均匀一致。

然而,对于支持暴胀宇宙模型的理论物理学家来说,允许光速地处变化,就如同颠倒狭义相对论中的有八个正负号。

“多数情况表下,你是什么 颠倒符号的事情,会原因分析分析你是什么 灾难性的后果,机会改变后的理论机会无法在物理上自洽。”剑桥大学理论宇宙学中心的高级研究人员David Marsh说道,他必须参与该论文的工作。“Magueijo等人提到了你是什么 随之而来的挑战,但要想构建真正健全的理论模型,还有你是什么 工作要做。机会光速可变理论真的都能不能站住脚,必须它不仅仅会影响宇宙学,都会对整个物理学产生你是什么 深远的影响。”

必须,在宇宙大爆炸前一天地处不久时,光速究竟比现在快多少呢?Magueijo和他的同事、滑铁卢大学物理学与天文学助理教授Niayesh Afshordi给出的答案是:快无限多倍。

两位物理学家指出,早期宇宙中的光速共要比现在400万千米/秒的光速快3有八个数量级,而这什么都有八个下限值。随着时间趋近于宇宙大爆炸的时刻,光速也将趋向于无穷大。

按照光速可变的观点来看,光速偏快是机会早期宇宙温度极高。Afshordi指出,我们歌词 歌词 歌词 歌词 的理论要求早期宇宙是有八个温度共要达1028摄氏度的火炉。相比之下,人类在地球上所能获得的最高温度必须1016摄氏度,与早期宇宙相差1有八个数量级之多。

随着宇宙膨胀,其温度降低到1028摄氏度以下。就如同液态水温度降低到一定程度之都会结冰一样,光在此经历了一次相变,光速变成当前的400万千米/秒。冰不必因温度更低而更坚硬,光速什么都会因温度更低而变得更快,于是从那前一天光就保持在你是什么 值而不再变化。

机会Magueijo和Afshordi的光速可变理论是正确的,必须我们歌词 歌词 歌词 歌词 就都能不能预测光速更快的过程,这也就原因分析分析分析若果有足够精密的测量装置,我们歌词 歌词 歌词 歌词 就都能不能测量光速的衰减。这正是我们歌词 歌词 歌词 歌词 最新论文中的内容。

Afshordi介绍说,星系以及宇宙中的你是什么 形态学 固然都能不能地处,乃是机会早期宇宙的密度地处涨落。那先 密度涨落体现为宇宙微波背景辐射的“谱指数”(spectral index),我们歌词 歌词 歌词 歌词 都能不能把它想象成早期宇宙的不同“颜色”。谱指数的中央基准值为1,对应于有八个各个尺度上引力涨落大小均相同的宇宙。谱指数高于1,宇宙什么都“湖蓝色”的,代表着偏向于短波长的涨落;谱指数低于1,宇宙什么都“红色”的,代表着偏向于长波长的涨落。

尽管暴胀宇宙模型中也含晒 红色的谱指数,但无法精确地计算出谱指数的值,因而也就无法计算出早期宇宙中引力涨落的精确值。在新论文中,Magueijo和Afshordi给出谱指数为0.96478,略微偏红,你是什么 结果比目前测量到的谱指数(约为0.968)精确有八个数量级。

既然两位物理学家机会用光速可变理论推导出了谱指数的更严格的结果,必须接下来要做的什么都提高实验精度来探测宇宙微波背景辐射以及星系在宇宙空间中的分布,看都能不能将光速可变理论证实或证伪。Magueijo和Afshordi两人预计,在2020年前一天就会有足够精确的探测结果,但Marsh和你是什么 物理学家仍持谨慎态度。

“与暴胀理论相比,Afshordi与Magueijo的模型还很比较复杂,我们歌词 歌词 歌词 歌词 尚未很好地理解它,”Marsh说道,“不过,我们歌词 歌词 歌词 歌词 对暴胀理论的理解机会发展了超过35年,其中也仍有开放的理论那先 的什么的问题有待外理。若果投入更多的时间与研究精力,光速可变模型的理论基础当然有机会得到更深入的理解,它所做出的理论预言也会更加优美。”

机会光速可变理论得到证实,它将颠覆爱因斯坦狭义相对论的有八个主要的公理基础,迫使物理学家重新考虑引力的本性。然而Afshordi介绍说,物理学界多多少少都认为爱因斯坦的引力理论不机会含晒 物理学的全貌,未来必将有有八个量子引力理论取代广义相对论。目前,物理学家机会提出了多种机会的方案,来竞争量子引力理论的宝座,但机会光速可变理论被验证为真,必须量子引力理论的可选范围就将大大缩小。

“机会我们歌词 歌词 歌词 歌词 想要观测量子引力那先 的什么的问题,必须最好一蹶不振 暴胀的概念,”Magueijo说,“暴胀模型随便说说 是在回避基础物理那先 的什么的问题,它将可观测的宇宙与超越相对论的物理隔一蹶不振 来。而改变光速则是重访物理学的根基,是在尝试突破相对论。这是开启新观念、新理论的最佳方式。”

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