紐約2011年10月24日電 /美通社亞洲/ -- 2011年9月，從瑞士日內(nèi)瓦歐洲粒子物理研究所 (CERN) 實驗室向454英里之外的意大利 INFN Gran Sasso 實驗室發(fā)射的中微子束似乎以超過真空中光速0.0025%的速度跨越了地球。如果這個實驗?zāi)軌蛑貜?fù)，那么迄今為止經(jīng)典物理學(xué)中一些無可爭議的根基將被撼動。實際上愛因斯坦的理論肯定了速度超過光速的不可檢測粒子的存在。這些粒子被稱為超光速粒子，但不可能將這些理論上的超光速粒子作為信息的傳播媒介。愛因斯坦的最高信息速度被嚴(yán)格限定在光速。這種可檢測中微子束的驚人速度可能不是一項新發(fā)現(xiàn)，因為中微子可能實際上就是超光速粒子，但信息速度突破了光速限制。由于在宇宙大災(zāi)難產(chǎn)生的光子到達(dá)之前的很長時間里，對超新星爆炸的觀察并沒有發(fā)現(xiàn)中微子束，因此 CERN 的實驗需要十分慎重的考慮。來自超新星1987a 的中微子被日本的 Kamioka Nucleon Decay Experiment 檢測器發(fā)現(xiàn)。由于事實上光在超新星中只被困住很短的時間，因此中微子比超新星爆炸發(fā)出的光提前三小時抵達(dá)地球。這就表明中微子可能就是以光速運動的。如果 CERN 的實驗結(jié)果正確無誤，那么中微子應(yīng)該比超新星發(fā)出的光提前數(shù)年到達(dá)地球，而不僅僅是幾個小時。
兩個十分簡單的解釋就可說明這個表面上實驗結(jié)果與愛因斯坦的真空光速極限理論以及他的假設(shè)相矛盾的情況。根據(jù)愛因斯坦的假設(shè)，重子物質(zhì)無法達(dá)到這個極限，因為它們的相對論性質(zhì)量增加就需要無限的能量。
1）如果這個實驗不可重復(fù)，那么評估方法就存在目前尚未得知的錯誤。因為中微子幾乎不與物質(zhì)相互作用，因此極難被檢測到。
2）如果實驗可重復(fù)或中微子確實以光速運動，那么最簡單的解釋就是真空的四維時空不僅僅是愛因斯坦假設(shè)的幾何網(wǎng)格，而是目前為止經(jīng)典物理學(xué)還無法捕獲的一種特殊的能量存儲媒介。關(guān)于媒介的已知事實就是部分粒子實際上的傳播速度可能超過這一媒介中的光速，通常引發(fā)被稱為切倫科夫 (Cherenkov) 輻射的光現(xiàn)象。切倫科夫效應(yīng) (Cherenkov Effect) 與超音速飛機發(fā)出的音爆類似。如果中微子的確以光速運動或突破了光速極限，它們可能以類似的效應(yīng)獲得極小的質(zhì)量，從而解釋了為何它們的相對速度十分快或十分接近光速，我們卻沒有注意到極大的相對論性質(zhì)量增加 -- 這與愛因斯坦對重子質(zhì)量的設(shè)想和方程式相悖。
但是，這種特殊的時空媒介是什么樣的呢？它絕不是在愛因斯坦幾何時空法時期，洛倫茲 (Lorentz) 和其他科學(xué)家所假定的那種乙醚，因為如果那樣的話，對于觀測人員而言，光速便不是恒定的了。
如果愛因斯坦的時空觀兼顧量子力學(xué)和眾所周知的事件同時性的相對性效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)因素，這個謎題便迎刃而解；一種量子泡沫以這種方式存在于真空中。愛因斯坦在其狹義和廣義相對論中沒有考慮時間和長度的量化，因為當(dāng)時尚未發(fā)現(xiàn)和探討如此微不足道的限制。中微子也還不為人知。僅數(shù)年后，量子力學(xué)便首次以海森堡 (Heisenberg) 測不準(zhǔn)原理和普朗克 (Planck) 量化標(biāo)度的形式進入物理學(xué)界。
自愛因斯坦時代起，我們便知道，由于光速保持恒定，在相對速度較快的情況下，一名觀測人員在宇宙飛船內(nèi)沿著飛船移動軸看到的同步事件將會轉(zhuǎn)變成另一名不在飛船內(nèi)的觀測人員眼中的連續(xù)事件，這就是所謂的事件同時性的相對性。舉例來說，如果我們現(xiàn)在將兩道同步光閃之間的距離限制在無窮小的最低值，不在飛船內(nèi)的觀測人員會以宇宙飛船的某種速度將這些同步事件解讀為連續(xù)事件。這無疑會對該觀測人員產(chǎn)生能量方面的影響，因為沿著其看到第二道光閃的時間軸，愛因斯坦的時空網(wǎng)格進行了能量存儲。愛因斯坦狹義相對論的這一眾所周知的函數(shù)可以用平面圖來表示，x 長度軸表示同步事件，y 時間軸表示連續(xù)事件。
按照經(jīng)過驗證且毫無爭議的相對力學(xué)公式將同步事件轉(zhuǎn)變成連續(xù)事件，并以空間距離和時間進度的下限來考慮這個簡單的量化方法，總體生成量化的旋轉(zhuǎn)因素。這導(dǎo)致時空結(jié)構(gòu)擴大，其中包含相對的暗能量和暗物質(zhì)存儲區(qū)域，并且可以解釋中微子的奇特性質(zhì)和行為，無論它們最終是否正好達(dá)到光速或略低于光速，抑或是出乎意料地略高于這一水平。
Henryk Frystacki 博士
莫斯科俄羅斯科學(xué)院成員
美國賓夕法尼亞州立大學(xué)萬有引力和宇宙學(xué)院外部董事會成員
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電話：+49(0)8157924137
消息來源 美國賓夕法尼亞州立大學(xué)
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