光速果然是不變的

愛因斯坦的相對論自從誕生之日起就造成了世人的困擾，直到今天也不是所有的物理學(xué)家都能全盤理解愛因斯坦的觀點。畢竟相對論描述的景象超越了人類對世界的直觀認(rèn)知，但在與預(yù)言高度一致的天文觀測結(jié)果面前，人們又不得不接受愛因斯坦的理論。關(guān)于相對論合理性的最新證明來自美國航空航天局(NASA)的費米伽馬射線空間望遠(yuǎn)鏡。在年來的觀測中，科學(xué)家通過它發(fā)現(xiàn)了實驗室中無法復(fù)制的最新的高能光線，從而證明了愛因斯坦關(guān)于光速理論的正確性。

學(xué)過高中物理的同學(xué)應(yīng)該知道，1905年，愛因斯坦在《論動體的電動力學(xué)》一文中提出了狹義相對論。狹義相對論是以兩個前提假設(shè)為基礎(chǔ)提出來的，其中第二條即為光速不變原理：任條光線在“靜止的”坐標(biāo)系中都以確定的速度v運動，不管這條光線是由靜止的還是由運動著的物體發(fā)射出來的。長期以來，總有些物理學(xué)家喜歡用其他力的來源取代愛因斯坦在相對論中表述的萬有引力觀念，許多試圖證明萬有引力理論的努力都將時空關(guān)系描繪成一種飄忽不定的空洞結(jié)構(gòu)，在物理層級上比電子還要微小數(shù)萬億倍。這樣的模型打破了愛因斯坦的假設(shè)，即所有的電磁輻射——無線電波、紅外線、可見光、X－射線和伽馬射線在通過真空時速度相同，即都是以光速運行。

廣域望遠(yuǎn)鏡(Large Area Telescope，LAT)是費米望遠(yuǎn)鏡搭載的兩臺探測器之，它每三小時會掃描整個天空一次。LAT在過去的年中觀測到了12次的高能伽馬射線爆發(fā)，其中2009年5月10日的GRB 090510(GRB：Gamma—Ray Burst，伽馬射線爆)是觀測到的最遠(yuǎn)爆發(fā)，它釋放出的物質(zhì)以光速的99.99995％運行。天文學(xué)家認(rèn)為這次所謂的“短伽馬射線爆發(fā)”發(fā)生在中子星相撞時，進一步研究表明它發(fā)生在73億光年外的星系中。費米LAT觀測到了2.1秒的劇烈爆發(fā)，放射出很多伽馬射線量子，形成兩股巨大能量流，其中一股比另一股高出近一百萬倍。經(jīng)過70多億光年的旅行，它們之間的速度僅有0.9秒的差別!也就是說在十億億分之一的變動內(nèi)，兩股量子的速度都是一致的。此次研究結(jié)果表明，超高能量不會導(dǎo)致光速發(fā)生變化，從而排除了任何關(guān)于萬有引力理論的新觀點。一切盡在愛因斯坦的掌握之中。

科學(xué)家目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了1000多個持續(xù)的伽馬射線源，普遍認(rèn)為已知超過500個的耀變體(耀變體是一種遙遠(yuǎn)的星系，其巨大的黑洞會向我們釋放出高速物質(zhì)流)是伽馬射線的主要來源。在費米望遠(yuǎn)鏡等觀測衛(wèi)星的幫助下，人類將獲得更多的來自這些伽馬射線源的信息，要揭開這個宇宙的秘密，也許就靠它們了。