1905年是阿尔伯特·爱因斯坦的奇迹年,这一年他发表了5篇划时代的物理学论文,其中包括闻名世界的狭义相对论。在此论文中,提出了质能方程E=mc²,E表示能量,m代表质量,而c则表示光速(常量,c=299792.458km/s),核弹的研究也是基于此数学基础上。不过,狭义相对论的基础是建立在光速不变的情况下。
爱因斯坦和他的质能方程
从爱因斯坦发表狭义相对论以来,经受住了实验检验,解释了很多的现象。不过,在90年代一些物理学家向爱因斯坦的论文基础发出挑战:在宇宙爆炸的早些时间段,光速比现在快。也就是说,随着时间的推移,光速会越来越慢。
现代物理学大多是以相对论为基础的,如果相对论的基础条件:光速不变遭到了推翻,那么现代物理都要遭到重写。最初提出光速可变理论的是伦敦帝国学院的宇宙学家Joao Magueijo,旨在解决宇宙学中的“视觉问题”。
这个视觉问题就是:在137亿年宇宙爆炸以来,光穿行了137一年,那么加上宇宙膨胀效益,我们能够看到的范围约为半径是470亿光年。以地球为中心观测的宇宙边界叫宇宙视界,也就是宇宙微波背景。
现在的问题在于:我们向左边看到137亿光年前的宇宙边界,向右边看到137亿光年的边界,那么这个范围就是274亿光年了。但是光在137亿年期间是不可能走274亿光年的距离的。但是科学家们观测到宇宙的微波背景辐射各个位置都十分均匀。这又说明了光是曾经从宇宙的一段穿行到另一端。
举个例子:水池中一边放热水,一边放温水。只有热水能够流动的到放温水的一端,温水能够流动到热水的那一段才能使温度达到均为混合。
目前还没有实验证明光速是否可变,如果证明了光速可变,那么很多现代物理都要重新,这将是物理界的一个重大炸弹。