2011年9月22日,《自然》雜志報道了一條科學(xué)新聞,意大利格蘭薩索實驗室的“奧佩拉”項目的研究人員在接收730公里外的歐洲核子研究中心發(fā)射的中微子束時,發(fā)現(xiàn)中微子速度達到了299798454米/秒,這比光速的299792458米/秒還快了5996米,這意味著這束中微子的速度超越了光速。消息一出,迅速在科學(xué)界引起軒然大波,包括著名物理學(xué)家霍金在內(nèi)的物理學(xué)家們都表示了強烈的不信任,這緣于愛因斯坦的“光速不可超越”理論已經(jīng)被物理學(xué)界普遍認可。
雖然參與這項研究科研人員聲稱他們在兩年內(nèi)共觀測到多達1.6萬次中微子超越光速的現(xiàn)象,但仍然沒得得到科學(xué)界的認可,這是因為科學(xué)的事實必須要經(jīng)過其它人的重復(fù)實驗才可以得到公認的,而在隨后的日子里,并沒有其它的科研項目得出了相同的結(jié)果,2012年6月8日“奧佩拉”項目宣布,由于技術(shù)測量人員的失誤,造成了這次實驗的結(jié)果錯誤。
愛因斯坦又贏了一次,那么光速真的就是不可以超越的嗎?有一些科學(xué)家卻不這么認為,他們對權(quán)威進行了勇敢的挑戰(zhàn),1962年,美國科學(xué)家德什潘德、比拉紐克和蘇達尚開始了超光速的研究,并在物理學(xué)雜志上發(fā)表了一篇名為《“元”相對論》的論文,詳細闡述了超光速的可能性。
在論文里,蘇達尚指出:“我們現(xiàn)在不能將低于光速的物質(zhì)加速到超過光速,但并不代表宇宙中沒有天生就是以超光速運動的粒子。就像古代生活在印度的人們,他們沒有能力翻過喜瑪拉雅山,于是就此斷定喜瑪拉雅山的北邊就沒有人生活一樣,這明顯是錯誤的結(jié)論?!北羞@一理念,1967年科學(xué)家費因伯格提出了《快子理論》,將的超光速粒子命名為“快子”(tachyon),而將比光速慢的粒子命名為“慢子”(bradyon)。該理論指出,快子是生來就以超光速運動的,而慢子則不可能以任何辦法達到光速。
快子的理論提出之后,在20世紀的七、八十年代很多科學(xué)家投身其中進行研究,但是無一例外的都遇到了巨大的困難,隨后的研究工作也就慢慢的停滯了。直到2000年,我國的王力軍博士在《自然》雜志上發(fā)表了一篇名為《增益輔助超光速的光傳播》的論文,指出通過實驗觀測到在光脈沖通過Cs原子氣體時,其速度超過了光速300倍。2008年,科學(xué)家薩拉特等人在《自然》雜志上發(fā)表了論文《Testing the speed of “spooky action at a distance”》,指出實驗表明量子糾纏的傳播速度遠遠超過光速。這兩篇論文都引發(fā)了它們是不是真正意義上的超光速現(xiàn)象的爭論。
在天文觀測方面,也發(fā)現(xiàn)有不少似疑超光速現(xiàn)象的存在,只是距離太遠,無法得到確切的證據(jù)。另外,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)在核電站的核裂變反應(yīng)堆里,核反應(yīng)產(chǎn)生的光子在冷卻水中的速度是真空中的速度的75%,而在同等的條件下,核聚變產(chǎn)生的高速粒子卻高于這個速度,這說明在冷卻水中,核聚變產(chǎn)生的高速粒子超過了光的速度。
科學(xué)界之所以堅持“光速不可超越”這一論斷,是基于愛因斯坦的權(quán)威和相對論在物理學(xué)中的崇高地位。而愛因斯坦之所以強調(diào)光速不可超越,是因為他的理論和公式全部都是建立在這個基礎(chǔ)上的,也就是說相對論不能在超光速的范圍內(nèi)使用。就像牛頓的經(jīng)典力學(xué)一樣,任何科學(xué)理論都只有一定適用范圍,相應(yīng)的相對論也應(yīng)該是一個相對的真理,它并沒有能力來斷言宇宙中不可能存在超光速運動的現(xiàn)象。
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