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(shí)驗(yàn)室向454英里之外的意大利 INFN Gran Sasso 實(shí)驗(yàn)室發(fā)射的中微子束似乎以超過(guò)真空中光速0.0025%的速度跨越了地球。如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛑貜?fù)，那么迄今為止經(jīng)典物理學(xué)中一些無(wú)可爭(zhēng)議的根基將被撼動(dòng)。實(shí)際上愛(ài)因斯坦的理論肯定了速度超過(guò)光速的不可檢測(cè)粒子的存在。這些粒子被稱(chēng)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(ài)因斯坦的最高信息速度被嚴(yán)格限定在光速。這種可檢測(cè)中微子束的驚人速度可能不是一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)，因?yàn)橹形⒆涌赡軐?shí)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(zhǎng)時(shí)間里，對(duì)超新星爆炸的觀察并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)中微子束，因此 CERN 的實(shí)驗(yàn)需要十分慎重的考慮。來(lái)自超新星1987a 的中微子被日本的 Kamioka Nucleon Decay Experiment 檢測(cè)器發(fā)現(xiàn)。由于事實(shí)上光在超新星中只被困住很短的時(shí)間，因此中微子比超新星爆炸發(fā)出的光提前三小時(shí)抵達(dá)地球。這就表明中微子可能就是以光速運(yùn)動(dòng)的。如果 CERN 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果正確無(wú)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(gè)小時(shí)。
兩個(gè)十分簡(jiǎn)單的解釋就可說(shuō)明這個(gè)表面上實(shí)驗(yàn)結(jié)果與愛(ài)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(ài)因斯坦的假設(shè)，重子物質(zhì)無(wú)法達(dá)到這個(gè)極限，因?yàn)樗鼈兊南鄬?duì)論性質(zhì)量增加就需要無(wú)限的能量。
1）如果這個(gè)實(shí)驗(yàn)不可重復(fù)，那么評(píng)估方法就存在目前尚未得知的錯(cuò)誤。因?yàn)橹形⒆訋缀醪慌c物質(zhì)相互作用，因此極難被檢測(cè)到。
2）如果實(shí)驗(yàn)可重復(fù)或中微子確實(shí)以光速運(yùn)動(dòng)，那么最簡(jiǎn)單的解釋就是真空的四維時(shí)空不僅僅是愛(ài)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(wú)法捕獲的一種特殊的能量存儲(chǔ)媒介。關(guān)于媒介的已知事實(shí)就是部分粒子實(shí)際上的傳播速度可能超過(guò)這一媒介中的光速，通常引發(fā)被稱(chēng)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(jī)發(fā)出的音爆類(lèi)似。如果中微子的確以光速運(yùn)動(dòng)或突破了光速極限，它們可能以類(lèi)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(duì)速度十分快或十分接近光速，我們卻沒(méi)有注意到極大的相對(duì)論性質(zhì)量增加 -- 這與愛(ài)因斯坦對(duì)重子質(zhì)量的設(shè)想和方程式相悖。
但是，這種特殊的時(shí)空媒介是什么樣的呢？它絕不是在愛(ài)因斯坦幾何時(shí)空法時(shí)期，洛倫茲 (Lorentz) 和其他科學(xué)家所假定的那種乙醚，因?yàn)槿绻菢拥脑?huà)，對(duì)于觀測(cè)人員而言，光速便不是恒定的了。
如果愛(ài)因斯坦的時(shí)空觀兼顧量子力學(xué)和眾所周知的事件同時(shí)性的相對(duì)性效應(yīng)的旋轉(zhuǎn)因素，這個(gè)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(ài)因斯坦在其狹義和廣義相對(duì)論中沒(méi)有考慮時(shí)間和長(zhǎng)度的量化，因?yàn)楫?dāng)時(shí)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(cè)不準(zhǔn)原理和普朗克 (Planck) 量化標(biāo)度的形式進(jìn)入物理學(xué)界。
自愛(ài)因斯坦時(shí)代起，我們便知道，由于光速保持恒定，在相對(duì)速度較快的情況下，一名觀測(cè)人員在宇宙飛船內(nèi)沿著飛船移動(dòng)軸看到的同步事件將會(huì)轉(zhuǎn)變成另一名不在飛船內(nèi)的觀測(cè)人員眼中的連續(xù)事件，這就是所謂的事件同時(shí)性的相對(duì)性。舉例來(lái)說(shuō)，如果我們現(xiàn)在將兩道同步光閃之間的距離限制在無(wú)窮小的最低值，不在飛船內(nèi)的觀測(cè)人員會(huì)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(wú)疑會(huì)對(duì)該觀測(cè)人員產(chǎn)生能量方面的影響，因?yàn)檠刂淇吹降诙拦忾W的時(shí)間軸，愛(ài)因斯坦的時(shí)空網(wǎng)格進(jìn)行了能量存儲(chǔ)。愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的這一眾所周知的函數(shù)可以用平面圖來(lái)表示，x 長(zhǎng)度軸表示同步事件，y 時(shí)間軸表示連續(xù)事件。
按照經(jīng)過(guò)驗(yàn)證且毫無(wú)爭(zhēng)議的相對(duì)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(shí)間進(jìn)度的下限來(lái)考慮這個(gè)簡(jiǎn)單的量化方法，總體生成量化的旋轉(zhuǎn)因素。這導(dǎo)致時(shí)空結(jié)構(gòu)擴(kuò)大，其中包含相對(duì)的暗能量和暗物質(zhì)存儲(chǔ)區(qū)域，并且可以解釋中微子的奇特性質(zhì)和行為，無(wú)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(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)萬(wàn)有引力和宇宙學(xué)院外部董事會(huì)成員
主頁(yè)：http://www.frystacki.de
電話(huà)：+49(0)8157924137
消息來(lái)源 美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)
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