科学家对光速进行了终极测试——它仍然获胜

一个多世纪前,两位美国科学家阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫利进行了一项改变物理学进程的著名实验。他们试图测量地球在太空中的运动是否影响光速。令他们惊讶的是,事实并非如此。无论光向哪个方向传播,它的速度都不会改变。 […]这篇文章《科学家对光速进行了终极测试——它仍然获胜》首先出现在《Knowridge Science Report》上。

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一个多世纪前,两位美国科学家阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫利进行了一项改变物理学进程的著名实验。

他们试图测量地球在太空中的运动是否影响光速。

令他们惊讶的是,事实并非如此。无论光向哪个方向传播,它的速度都不会改变。

这个令人费解的结果启发阿尔伯特·爱因斯坦提出了现代科学中最重要的想法之一:光速对于所有观察者来说都是恒定的。这个想法成为他狭义相对论的基石。

此后,无数实验证实光在真空中总是以相同的速度传播——大约每秒30万公里。

这一原理被称为洛伦兹不变性,也是量子物理学和粒子物理学标准模型的核心,它以令人难以置信的精确度描述了基本粒子和自然力。

那么为什么 115 年后科学家们仍在测试它呢?

原因在于爱因斯坦的另一个开创性思想——广义相对论,它将引力描述为空间和时间的弯曲。

虽然量子物理学和广义相对论在各自的领域中都表现得非常好,但它们并不能完美地结合在一起。

许多物理学家相信一定有一种更深层次的理论,通常被称为“量子引力”,将他们联合起来。这个未来理论的一些版本表明,洛伦兹不变性在极端条件下可能会被稍微打破,这意味着光速可能稍微依赖于光本身的能量。

在普通实验室环境中不可能检测到如此微小的效应。然而,大自然提供了一个理想的试验场:遥远的宇宙。

由 Mercè Guerrero 和 Anna Campoy-Ordaz 领导的研究小组与来自西班牙和葡萄牙大学的合作者一起,利用这种方法突破了我们理解的极限。

物理回顾 D

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