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2004年1月1日

大紀元記者劉菲編譯報導/據美國宇航局Goddard太空中心消息﹐ 一項新的研究表明﹐愛因斯坦的“光速不變”理論即使在目前最嚴 格的條件下仍然成立。那麼這意味?什麼呢﹖ *萬能的“統一理論” 愛因斯坦說空間和時間實際上是一個單一實體﹕時空的兩個方面﹐ 是一個四維的概念。這是他狹義和廣義相對論的理論基礎。例如廣 義相對論指出引力是質量扭曲了時空的結果﹐就象一個在床墊上的 保齡球。 廣義相對論是引力在宏觀上的理論。量子力學是原子和亞原子微粒 在微觀上的理論。量子力學沒有描述引力而是描述了其它三種基本 力﹕電磁﹐強力和弱力。 科學家們很早就希望把這些理論融合成一個萬能的“統一理論”以 描述自然界的一切現象。人們先後提出了一些“統一理論”﹐如量 子引力和 弦論﹔這些理論需要引入多維空間﹐同時會違反愛因斯 坦狹義相對論的一些基本觀點﹐如光速是一切物體所能達到的最大 速度。 由量子力學導出的測不准原理暗示了在亞原子級﹐虛粒子﹐亦稱量 子擾動會時隱時現。許多科學家說時空本身是由量子擾動構成的。 如果仔細看﹐電子擾動有點象泡泡或“量子泡沫”。有些科學家認 為時空的量子泡沫能夠減慢光速。泡沫對高能光子﹐如X射線和 Gamma射線的減速作用要比低能光子如可見光和無線電更明顯。 光速的變化將違反狹義相對論的基本原則--洛倫茲不變性。這將為 “統一理論”提供線索。科學家們曾希望通過研究可見的宇宙範圍 最遠處所傳來的Gamma射線來尋找這種違反洛倫茲不變性的現象。 因為在那裡空間的量子泡沫可能會使光線推遲數十億年到達地球。 *現有技術能力的局限 科學家們通過對地面和太空中的高能gamma射線進行觀察﹐獲得 了關於時間､物質､能量和空間的基本特性在亞原子層以下的表現 。在NASA的哥達德航天飛行中心工作的岪洛伊德-斯達克(Floyd Stecker)博士是這項發現的主要負責人。 斯達克博士是在離我們地球近得多的地方發現洛倫茲不變性未被違 反。他研究了從兩個較近的星系所發出的Gamma射線。這兩個星 系是大約距我們5億光年的Mkn 421 和Mkn 501﹐其中心有超大質量 的黑洞。這類星系的Gamma射線在宇宙中與紅外線光子相碰撞。 碰撞的結果是Gamma射線和紅外線光子被銷毀﹐因為它們的能量轉 化成了反物質﹐亦稱正電子。而這正符合愛因斯坦的質能方程 E=mc^2﹐ 斯達克博士等科學家指出通過對Mkn 421 和Mkn 501的直接觀察 獲得了高能Gamma射線被銷毀的證據﹐清楚地證明了洛倫茲不變 性並未被違反﹐仍是具有生命力的。因為如果它被違反了﹐ Gamma射線將會穿過銀河系外的紅外霧而不會被銷毀。 斯達克認為﹐如果有一天我們發現洛倫茲不變性可以被違反﹐那至 少是在千萬億分之一的數量級。而這超出了我們現有技術的探查能 力。斯達克博士說﹕“這些結果也告訴我們弦論和量子引力論的正 確形式必須也得符合洛倫茲不變性。”任何科學理論都有它成立的 範圍﹐超出這個範圍就需要用更具有包容力的理論來闡述。舊的理 論也就成了新理論裡面的一個特例。“光速不變”理論在目前最嚴 格的條件下仍然成立﹐尋找另外空間仍然停留在理論﹐而我們的技 術能力還不足以對更微觀進行研究。