光速處處在變時時在變
首先需要明確一個概念,即在任何一個參照系中,原點的光速永遠是c0。這是因為原點的光速永遠是標準,一個國際標準,被設成一個常數,不存在被測量的問題。那麼相對於原點的標準光速,其它地方的光速是變化還是不不變的?
用現代光學原子鐘,離地面變化不到半米就可以測到引力紅移。如果我們認為物理學定律保持不變,引力紅移則說明在地表附近,光速隨高度的變化而變化。另外,遠在兩萬公里高空的GPS衛星,其時鐘比地面時鐘每年快43微秒。同樣,如果我們認為物理學定律保持不變,時鐘變快則說明GPS衛星所在的兩萬公里高空的光速比地表要快。觀測到的中子星的引力紅移及太陽的引力紅移也都說明光速處處在變。
在物理宇宙學裡,哈伯發現來自遙遠星系光線有紅移,並且,紅移與它們的距離成正比。這條定律是因證實者哈伯而命名。今天經常被援引作為支持大爆炸的一個重要證據。如果我們認為遙遠星系上的物理學定律與我們相同保持不變保持,哈伯紅移說明遙遠星系附近的光速比我們的慢。換句話來說,一億光年前的光速比現在的要慢。這說明光速時時在變。
天體物理學發現在宇宙的不同角落,通過引力透鏡現象發現光速在大的宇宙尺度有無法解釋的變化。眾所周知,物質可以造成光速變化。但在大的宇宙尺度,光速的變化無法用已知物質來解釋。有時沒有物質,有時已知物質只能解釋十分之一的變化。所以科學家們假設有暗物質造成在大的宇宙尺度光速的變化。但是暗物質在現有的物理學理論框架中,很難找到支持。同時,到目前為止,還沒有人檢測到暗物質。也許暗物質根本不存在。 在大的宇宙尺度,光速不變的假設也許根本沒必要,也不成立。就像海水的溫度,局部是相同的,但在大的尺度,如赤道與北極,則溫度很難相同。但是不管如何解釋這種現象,但在大的宇宙尺度,光速處處在變是個鐵的事實。當然,在地球附近的真空,很難用現有的儀器測到這種變化。這種變化的尺度往往是在一百萬光年以上。