使自由空间中光速变慢的研究进展

1905年Einstein发表了著名的狭义相对论( SR)文章,其中说光在真空中总以不变的速度传播。然而这个光速不变性原理一直缺乏可靠的实验证明,近年来的一些研究成果倒像是证伪了这一原理。例如,美国Maryland大学的物理学家James Franson于2014年6月发表论文引起物理界的广泛关注,文章宣称已可证明光速比过去所认为的值要慢。他的论据来源于对1987年超新星SN1987A的观测,当时在地球上检测到由爆发而来的光子和中微子,而光子比中微子晚到4.7h,过去对此现象人们只作了模糊的解释。 Franson认为这可能是由光子的真空极化造成的———光子分开为一个正电子和一个电子,在很短时间内又重组为光子。在引力势作用下,重组时粒子能量有微小改变,使速度变慢。粒子在飞经168000光年的过程中(从SN1987A到地球),这种不断发生的分合将造成光子晚到4.7h。另一个例子是,2015年1月英国Glasgow大学的Padgett研究组做到了使光的运行比真空中光速( c)要慢。他们使光子经过一个专用的散射结构物,波形被改变,从而速度变慢。令人惊奇的是,光子出来后(即回到自由空间)仍以减慢了的速度行进。Franson理论和Padgett小组实验损坏了真空中光速的恒值性,使c成为“不恒定的常数”,或“不常的常数”。这种情况妨害了SR理论及现行米定义的理论基础。另外,本文比较了1993年的SKC实验和2015年的空间结构化光子实验,前者以量子隧穿和消失波为基础,后者则改变光束的横向空间结构。二者都使用相关光子对,结果都显示光子群速的变化。如今或许可以终结关于光速不变原理的讨论。……在现代物理学中波粒二象性仍是难题,但新近研究对此有新的理解,与互补原理不同;故更宜于用波理论解释粒子实验。在Padgett小组实验中,无论Bessel波束或Gauss波束光子群速均减小,表现为在1m的实验距离上迟到若干微米。……最后,本文指出近年来的光速研究为波科学带来丰富体验,为理论思维造成新机会。     

光速问题综合分析

本文针对光速不变假设面临的问题,提出对光速问题进行重新考查。依据真空不空的观点提出了"类以太假说",以基本力分析为基础,探讨了类以太的作用特点与运动特性,论述了类以太对光速的作用影响,解释了历史上的光速实验,探讨了光速可变与超光速的检验方向,提出了相应的实验方法。希望以此促进光速问题的研究与解决,推动对相对论的再认识与再考查。     

迈克尔逊干涉实验的零结果能说明光速不变吗？

本文通过对迈克尔逊干涉结果零结果的讨论，得出实验结果未必能够证实光速与光源运动速度无关。     

波粒二象性理论的成就与存留问题

论述了光波和物质波的波粒二象性理论的发展，诗集了该理论的存留总是，认为光子的静质量和光子的内部结构仍是科学中的关键性疑点，指出，虽然波粒二象性成立的前提是波足够小，但在现有理论中却提不出一条清晰的界线，诗集了光波和电磁波是物质还是物质属性的问题，提出了对de Broglie波超光速相速的疑问。分析表明，如何建立电电磁脉冲的粒子形象的问题仍需解决，此外，探讨了当电磁脉冲以超光速传播相对论是否受破坏。最后，讨论了消失波的粒子性和虚光子问题。     

相对转动参考系的洛仑兹变换及超光速问题

提出了把转动的非惯性参考系看成一个瞬时惯性系 ,采用自然坐标 ,建立了转动洛仑兹变换。并且着重讨论了 ρ>ρc临界圆外域上转动洛仑兹变换的形式 ,得出速度变换式 ,从理论上推断出在转动参考系中粒子的速度也不能大于光速的结论。     

宇宙的思考——向宇宙奇点挑战包括暗物质的一个唯象解释

宇宙的奇点困惑大多数人，现代最新理论包括弦理论也法能回答宇宙创生奇点以及起点以前发生的事情。目前探索方法是以通过实验验证实际观测为依据，或验证以正确的理论为前提。但是，本人用另一套思维方法，此方法依靠非全部验证的科学依据，或非验证的各种有一定科学价值的理论和猜测来进行整理分析和加工，吸取各个理论猜测那些协调巧合一致且对某种探索有价值的地方作为前提去发展新猜测或理论。围绕目前困惑宇宙大爆炸的奇点，暗物质的谜团这些问题，用科技的文章书籍等加上自己的宇宙观，及最新的超光速理论解释暗物质的谜团这些大胆的假设，从而推断宇宙没有奇点，有起点。     

对光速问题的再思考

爱因斯坦曾经这样说:该把光速定在多少?可能是上帝随便抓来的一个数字(大意)。但他又说:抑或这个数字必须如此,因为其中深藏着某种逻辑(摘自2000年8月25日《参考消息》)。本文就光速数值"深藏着某种逻辑"进行探讨。     

运动是二维的

事物是四维的,在运动时它不仅是在空间运动而且也同时是在时间一维中运动,因而它不仅在空间有运动的轨迹而且也同时在时间一维中有运动的轨迹。这两者是相互垂直的,因此事物的运动轨迹不是一条线而是一个面。当然,只有在高速运动的条件下才会表现出来。时间前进的速度不仅是光速c,而是c^2。爱因斯坦的质能公式E=mc^2反映了这一规律。二维运动与洛伦兹变换公式也是一致的。     

将狭义相对论推广到超光速领域

本文应用光速不变性原理推导洛仑兹变换和超光束洛仑兹变换，指出以超光速洛仑兹变换为数学基础可以建立超光速狭义相对论，本文顺便指出，平动梁氏变换和转动梁氏变换均可推广到超光速领域，于是可建立超光速梁氏相对论。     

神秘的中微子

中微子是基本粒子家族中重要且具有特色的成员之一，是唯一只参与弱相互作用的粒子。泡利提出中微子假说之后，人们进行了一系列捕获中微子的实验。其中中微子的质量问题和中微子振荡现象是研究的热门课题。2011年9月意大利研究人员在实验中发现中微子超光速。这些引起理论界和实验界的争议，更将引发物理学家对中微子的不解之谜的探索和新的思路。