光速是永恆不變嗎?

我們從愛因斯坦的狹義相對論得知光速是恆常不變的,但是近年來光速是否常數這個問題開始引起科學家的注意,主要原因是在澳洲的新南威爾士大學 (University of New South Wales)的研究小組在探察早期的銀河(quasar)的吸收譜線時發現精細結構常數(fine structure constant)的數值有所改變,他們發現有些譜線並不能利用都普勒效應(Doppler effect)所造成的紅位(Red shift)移來解釋,因此他們懷疑精細結構常數在宇宙誕生初期與現在我們所探察到的數值1/137會有所不同。

由於在數式上光速與細結構 常數是有密切關係的,光速是否永恆不變成形成了一個很大的問號。 這班澳洲科學家的發現引起了很大的迴響,可是不久後另外一班研究群利用智利的極大望遠鏡(Very Large Telescope)觀測的數據及利用澳洲研究組的分析方法,並沒有發現精細結構常數有如澳洲科學家們所宣稱的改變。

所以我們應該對光速是否隨時間轉變的問題持着保守的態度。 那麼如果精細結構常數和光速真的不是常數的話,結果會如何呢?

對 於我來說,我要重新檢討對宇宙的認識,因為我是認為宇宙是按着各種物理常數的巧妙配合而形成的,精細結構常數是這些重要的常數之一,精細結構常數隨時間轉 變意味着人擇宇宙學原理(The Anthropic Cosmological Principle)存在的隱憂。

另外可注意到的是 澳洲科學家們發現的結果其實是宇宙誕生初期的精細結構常數與現在的不同,如果這是真的話,這會是對於一班研究超弦論(Superstring Theory)的科學家一大喜訊,由於這個嘗試解釋的四種作用力的理論推測到精細結構常數的轉變。 就看看這兩班研究群在未來的新數據能否為我們解開這個常數之謎罷。

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