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中微子速度惊人可能达到或超越了光速

美国宾夕法尼亚州立大学
2011-10-21 05:50 2377

纽约2011年10月24日电 /美通社亚洲/ -- 2011年9月,从瑞士日内瓦欧洲粒子物理研究所 (CERN) 实验室向454英里之外的意大利 INFN Gran Sasso 实验室发射的中微子束似乎以超过真空中光速0.0025%的速度跨越了地球。如果这个实验能够重复,那么迄今为止经典物理学中一些无可争议的根基将被撼动。实际上爱因斯坦的理论肯定了速度超过光速的不可检测粒子的存在。这些粒子被称为超光速粒子,但不可能将这些理论上的超光速粒子作为信息的传播媒介。爱因斯坦的较高信息速度被严格限定在光速。这种可检测中微子束的惊人速度可能不是一项新发现,因为中微子可能实际上就是超光速粒子,但信息速度突破了光速限制。由于在宇宙大灾难产生的光子到达之前的很长时间里,对超新星爆炸的观察并没有发现中微子束,因此 CERN 的实验需要十分慎重的考虑。来自超新星1987a 的中微子被日本的 Kamioka Nucleon Decay Experiment 检测器发现。由于事实上光在超新星中只被困住很短的时间,因此中微子比超新星爆炸发出的光提前三小时抵达地球。这就表明中微子可能就是以光速运动的。如果 CERN 的实验结果正确无误,那么中微子应该比超新星发出的光提前数年到达地球,而不仅仅是几个小时。

两个十分简单的解释就可说明这个表面上实验结果与爱因斯坦的真空光速极限理论以及他的假设相矛盾的情况。根据爱因斯坦的假设,重子物质无法达到这个极限,因为它们的相对论性质量增加就需要无限的能量。

1)如果这个实验不可重复,那么评估方法就存在目前尚未得知的错误。因为中微子几乎不与物质相互作用,因此极难被检测到。

2)如果实验可重复或中微子确实以光速运动,那么最简单的解释就是真空的四维时空不仅仅是爱因斯坦假设的几何网格,而是目前为止经典物理学还无法捕获的一种特殊的能量存储媒介。关于媒介的已知事实就是部分粒子实际上的传播速度可能超过这一媒介中的光速,通常引发被称为切伦科夫 (Cherenkov) 辐射的光现象。切伦科夫效应 (Cherenkov Effect) 与超音速飞机发出的音爆类似。如果中微子的确以光速运动或突破了光速极限,它们可能以类似的效应获得极小的质量,从而解释了为何它们的相对速度十分快或十分接近光速,我们却没有注意到极大的相对论性质量增加 -- 这与爱因斯坦对重子质量的设想和方程式相悖。

但是,这种特殊的时空媒介是什么样的呢?它绝不是在爱因斯坦几何时空法时期,洛伦兹 (Lorentz) 和其他科学家所假定的那种乙醚,因为如果那样的话,对于观测人员而言,光速便不是恒定的了。

如果爱因斯坦的时空观兼顾量子力学和众所周知的事件同时性的相对性效应的旋转因素,这个谜题便迎刃而解;一种量子泡沫以这种方式存在于真空中。爱因斯坦在其狭义和广义相对论中没有考虑时间和长度的量化,因为当时尚未发现和探讨如此微不足道的限制。中微子也还不为人知。仅数年后,量子力学便首次以海森堡 (Heisenberg) 测不准原理和普朗克 (Planck) 量化标度的形式进入物理学界。

自爱因斯坦时代起,我们便知道,由于光速保持恒定,在相对速度较快的情况下,一名观测人员在宇宙飞船内沿着飞船移动轴看到的同步事件将会转变成另一名不在飞船内的观测人员眼中的连续事件,这就是所谓的事件同时性的相对性。举例来说,如果我们现在将两道同步光闪之间的距离限制在无穷小的较低值,不在飞船内的观测人员会以宇宙飞船的某种速度将这些同步事件解读为连续事件。这无疑会对该观测人员产生能量方面的影响,因为沿着其看到第二道光闪的时间轴,爱因斯坦的时空网格进行了能量存储。爱因斯坦狭义相对论的这一众所周知的函数可以用平面图来表示,x 长度轴表示同步事件,y 时间轴表示连续事件。

按照经过验证且毫无争议的相对力学公式将同步事件转变成连续事件,并以空间距离和时间进度的下限来考虑这个简单的量化方法,总体生成量化的旋转因素。这导致时空结构扩大,其中包含相对的暗能量和暗物质存储区域,并且可以解释中微子的奇特性质和行为,无论它们最终是否正好达到光速或略低于光速,抑或是出乎意料地略高于这一水平。

Henryk Frystacki 博士
莫斯科俄罗斯科学院成员
美国宾夕法尼亚州立大学万有引力和宇宙学院外部董事会成员
主页:http://www.frystacki.de
电话:+49(0)8157924137

消息来源:美国宾夕法尼亚州立大学
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