我們都錯了？新研究稱光速在宇宙中是可變的

在1905年，26歲的阿爾伯特愛因斯坦概述他的狹義相對論時，永遠的改變物理學。這個理論概述了空間和時間之間的關係，並建立在兩個基本假設上：所有非加速觀察者的物理定律是相同的，真空中的光速總是相同的。

在上個世紀，愛因斯坦的相對論已經經受了實驗驗證的試驗，並被用於解釋一些物理過程，包括我們的宇宙的起源。但在20世紀90年代後期，少數物理學家挑戰了愛因斯坦狹義相對論的基本假設之一：他們提出光在早期宇宙中比現在更快，而不是不變的。

這種可變光速的理論仍然是有爭議的。如果實驗驗證了理論，這意味著自然規律並不總是與我們今天經歷的相同，並且需要嚴格修正愛因斯坦的重力理論。

如果理論變成真的，這將對物理學和我們所理解的宇宙有很大的衝擊，因為整個物理學基於光速的恆定性。

光的速度是不可變的常數有什麼問題？

據magueijo介紹，光速可變理論（VSL）的出現為解決長期存在於宇宙學中被稱為「視界問題」的矛盾。無論你在宇宙中的什麼地方，當你觀察到宇宙微波背景輻射時，都是137億光年遠。想像一下，如果光線從宇宙的一邊傳播到另一邊，這將需要約274億光年。

換句話說，宇宙太大，以至於不能讓光在其存在的一端傳播到另一端，這必須考慮到宇宙微波背景中所觀察到的均勻性。當宇宙學家觀察宇宙微波背景時，它是非常均勻的：它的溫度是大約-270℃。然而，如果宇宙中最快的「事物」--光，在宇宙的整個存在過程中不能從宇宙的一側移動到另一側，那麼在宇宙微波背景輻射中觀察到的這種一致性是不可能的。

為了理解為什麼會出現這種情況，想像一個浴缸在兩端有一個水龍頭，一個龍頭產生冷水，另一個產生熱水。如果你關閉這兩個水龍頭，最後浴缸里的水將達到均勻的溫度，因為冷熱水混合。但是如果在水龍頭運行的時候，你可以沿著每個方向伸出浴缸，使得冷熱水永遠不會遇到，浴缸的一邊總是比另一邊更熱，而不是單一的均勻溫度。

宇宙微波背景輻射中早期宇宙的部分沒有比其他部分更熱或更冷，它是完全均勻的。考慮到光具有恆定的速度，這怎麼可能？

最普遍接受的解決視界問題的方法叫做膨脹，這基本上表明，我們在宇宙微波背景輻射中觀察到的均勻性發生在宇宙仍然非常小和密集的時候，並且它在擴展時保持了這種均勻性。在上面的例子中，熱浴缸和冷水浴達到均勻的溫度後，然後浴缸開始在每個方向瘋狂的快速膨脹。

這將允許宇宙的遠邊緣隨著宇宙膨脹而保持「連接」，並解釋了在宇宙微波背景輻射中觀察到的一致性。

那麼，大爆炸之後光速是多少快？

根據Magueijo和他的同事Niayesh Afshordi的介紹，答案是「無限」快，光速至少比目前接受的每秒30萬公里的速度快32個數量級。隨著越來越接近大爆炸，光的速度接近無窮大。

從這個角度來看，光的速度更快，因為宇宙在開始時非常熱。

當宇宙膨脹和冷卻到低於這個溫度時，光經歷相移，就像液體水一旦溫度達到一定閾值就變成冰一樣，最終達到我們今天所知的速度。

如果Magueijo和Afshordi的光速可變理論是正確的，那麼光的速度以可預測的方式下降。這意味著使用足夠靈敏的儀器，可以測量光速衰減。

結論：

你可能知道，光的速度是時間的界限。如果你走的速度比光的速度，你可能會回到過去。證明光速減慢意味著時間的界限已經減少。或者換句話說，宇宙的整體時間已經放慢了。

這個理論本身就是瘋狂的，如果證明它是正確的，那就會更瘋狂了。

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