但相對論有這樣一個前提:真空中的光速C是一個絕對量,是一切物體運動速度的極限,也是一切實在的物理作用傳遞速度的極限。愛因斯坦說,世界上不存在“超光速”的運動物體和信息傳輸,這是相對論的基石。
然而“超光速” 真的不存在嗎?相對論的這個前提,現在已經被量子論中的“EPR實驗”推翻了。“EPR實驗”是1935年愛因斯坦與兩位同事發表的一個旨在推翻量子論“哥本哈根解釋”的思維實驗。愛因斯坦指出,假如哥本哈根解釋是對的,那麼分裂的兩個小粒子之間即使相隔幾十億光年,也必定會存在某種即時聯動,但相對論規定了任何信息的傳輸都不可能超過光速,宇宙中不存在超距作用的因果關係,所以小粒子之間超越光速的即時聯動是根本不可能的,哥本哈根解釋肯定有問題。
1982年,法國物理學家阿萊恩·阿斯派克特帶領一個小組做了這個實驗。它的結果意義是如此的重大,以至於被一些人稱為“上帝的裁決”。實驗結果竟然是愛因斯坦輸了,事實證明分開的小粒子之間確實保持著一種微妙而神奇的聯係,類似於超越時空的“心靈感應”,這種關聯有一個拗口的專業名詞叫“量子糾纏”。“EPR實驗”表明,確實存在超光速的信息傳輸。愛因斯坦搬起石頭砸了自己的腳,他想用來否定量子論的思維實驗,最後反倒成了否定相對論的武器,這真是一個天大的幽默。除了存在超光速的信息傳輸之外,事實上超光速的運動速度也是存在的,例如電子表麵的旋轉速度就要高於光速。
超光速確實存在,相對論還能成立嗎?
3. “暗物質”、“暗能量”存在嗎?
按照現有的科學理論,宇宙的構成可以分為三個部分:空間、物質和能量,愛因斯坦的引力理論——廣義相對論,把這三者緊密聯係在了一起。引力是衛星、行星、恒星運動的主要原因,一個物體施加給其它物體的引力大小,隻取決於它們的質量和距離,因而隻要觀察物體在空間的運動,就可以計算出引發這一運動的質量大小。比如在太陽係中,太陽質量所產生的引力,拖拽著各大行星繞著它轉動。離太陽越近的行星受到的引力越大,保持軌道所需要的運動速度就越快。根據引力方程,隻要知道了行星圍繞太陽旋轉的速度,以及它們之間的距離,就可以計算出太陽的質量;或者也可以根據後兩者的數據,反過來計算行星的軌道。
廣義相對論在計算太陽係各星體的質量和它們的軌道方麵取得了成功。從理論上說,廣義相對論的運用應該不僅僅適用於太陽係,同樣可以擴大到星係層麵,能用來解釋星係質量與星係內恒星的運動速度之間的關係。因為一個星係中的大部分恒星都處在星係盤上,在不斷地圍繞著星係中心運動,這和行星在圍繞著太陽轉動沒有什麼兩樣。
然而問題出現了。在所有的觀測中都發現了同樣的情況,那就是星係的質量與星係內恒星的運動速度不匹配,根據引力方程計算的結果,星係必須擁有比現在大得多的質量,才有可能將這些恒星保持在它們現有的軌道上。這些質量到哪裏去了呢?科學家們猜測,星係中應該存在著一類我們看不見的物質,那就是“暗物質”。這些暗物質自身不發射電磁輻射,也不與電磁波產生相互作用,這樣我們就無法感知到它,隻能通過引力產生的效應猜測它可能存在。
“暗能量”的發現照樣跟引力有關。人們想,從引力的角度來看,既然宇宙中的每一個部分都被其它部分吸引著,那麼它應該能夠遏製宇宙的擴張。然而我們觀測到的事實卻是,宇宙正在加速膨脹。這一事實暗示著,必定存在一種東西,在推動著宇宙的膨脹,它是不同於已知的物質、能量和暗物質的東西,人們把它稱為“暗能量”。
對於暗物質是否真的存在,人們其實沒有絕對的把握。因為還存在另外一種可能,那就是也許愛因斯坦的廣義相對論,僅僅隻是在太陽係內適用,一旦擴展到星係、星團甚至整個宇宙的層麵,那就完全失效了。這種情況完全有可能出現,萬有引力定律隻是相對論這個更普適理論的一個特殊情況,說不定相對論本身也是如此,隻是一個更大理論的組成部分?
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