如果愛因斯坦相對論成立的前提是錯的，那會怎樣？

宇宙最奇怪的事情之一是，無論你在什麼條件下進行測試，它的一些基本常數數值都是恆定的，比如真空中的光速。

19世紀時，很多物理學家都測量了真空光速，發現它始終都有相同的數值（每秒299,792,458米，不過到20世紀70年代才達到這種精確度）。物理學家無法解釋這一現象，直至愛因斯坦提出相對論。

高中物理告訴我們，光以電磁波和粒子（光子）的形式傳播。愛因斯坦假設，如果物體的運動速度超過光速，那麼它會打破基本物理定律，相對來說，就呈現出靜止的電磁波。因此，為了使他的相對論能夠成立，他假設光速是恆定不變的。

愛因斯坦提出相對論之後的100年里，他做出的每個推論都被證明是正確的。但如果他對真空光速恆定不變的假設從一開始就是錯的呢？倫敦帝國學院的喬奧·馬古悠（Jo?o Magueijo）在1998年提出了這個假設。

馬古悠認為，想要解決「視界問題」這個最重要的物理學問題之一，或許就要向光速恆定不變的想法發起挑戰。視界問題是指，早在攜帶能量的光子能夠以恆定速度到達膨脹宇宙的各個角落之前，宇宙就達到了相同的溫度。

對於視界問題，最被認可的解釋是暴脹理論。該理論認為，宇宙大爆炸發生後，在宇宙經歷快速膨脹階段之前，宇宙溫度就已經均衡了。但很多物理學家並不十分認可暴脹理論，主要是因為沒有人能解釋暴脹為何開始，又為何結束。

馬古悠在探索另一種解釋的過程中，對光速恆定不變的觀點提出了質疑。雖然拋棄物理學基石來解決其他問題的做法很是誘人，但如果沒有建立可經檢驗的假設，這種做法是不明智的。因此到目前為止，馬古悠的假設在物理學界的接受度並不高。

但這種情況即將改變，這得益於近日發表在期刊《物理評論》上的一篇文章。馬古悠和圓周理論物理研究所的天體物理學家尼亞耶·阿肖迪（Niayesh Afshordi）一起，提出了一個可檢驗的假設。他們認為，在宇宙誕生初期，光和引力以不同的速度傳播。如果光子的傳播速度超過引力，那麼光子就有時間到達宇宙的所有角落，從而有助於實現溫度均衡。

其他物理學家可以通過測量宇宙微波背景（CMB）輻射來驗證上述假設。CMB可以說是留存至今的早期宇宙「自畫像」。上述假設認為，CMB可以反映出光速和引力速度隨著宇宙溫度的變化而變化。

他們預測光譜指數為0.96478。根據衛星對CMB的測量，最新計算出的光譜指數為0.968。二者非常接近。但如果之後對CMB的測量顯示二者不匹配，則意味著光速確實恆定不變。那麼，馬古悠和阿肖迪的理論可以被掃進垃圾堆了。

要是對光譜指數的測量與馬古悠和阿肖迪的預測不符，那會怎樣？「那太好了，我就不必再去想這些理論了。」馬古悠說。

有一點需要我們明白，我們目前所接受的物理理論依然能解釋宇宙中的大多數現象，儘管並非全部。

翻譯：于波

來源：QUARTZ

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