光速处处在变时时在变
首先需要明确一个概念,即在任何一个参照系中,原点的光速永远是c0。这是因为原点的光速永远是标准,一个国际标准,被设成一个常数,不存在被测量的问题。那么相对于原点的标准光速,其它地方的光速是变化还是不不变的?
用现代光学原子钟,离地面变化不到半米就可以测到引力红移。如果我们认为物理学定律保持不变,引力红移则说明在地表附近,光速随高度的变化而变化。另外,远在两万公里高空的GPS卫星,其时钟比地面时钟每年快43微秒。同样,如果我们认为物理学定律保持不变,时钟变快则说明GPS卫星所在的两万公里高空的光速比地表要快。观测到的中子星的引力红移及太阳的引力红移也都说明光速处处在变。
在物理宇宙学里,哈伯发现来自遥远星系光线有红移,并且,红移与它们的距离成正比。这条定律是因证实者哈伯而命名。今天经常被援引作为支持大爆炸的一个重要证据。如果我们认为遥远星系上的物理学定律与我们相同保持不变保持,哈伯红移说明遥远星系附近的光速比我们的慢。换句话来说,一亿光年前的光速比现在的要慢。这说明光速时时在变。
天体物理学发现在宇宙的不同角落,通过引力透镜现象发现光速在大的宇宙尺度有无法解释的变化。众所周知,物质可以造成光速变化。但在大的宇宙尺度,光速的变化无法用已知物质来解释。有时没有物质,有时已知物质只能解释十分之一的变化。所以科学家们假设有暗物质造成在大的宇宙尺度光速的变化。但是暗物质在现有的物理学理论框架中,很难找到支持。同时,到目前为止,还没有人检测到暗物质。也许暗物质根本不存在。 在大的宇宙尺度,光速不变的假设也许根本没必要,也不成立。就像海水的温度,局部是相同的,但在大的尺度,如赤道与北极,则温度很难相同。但是不管如何解释这种现象,但在大的宇宙尺度,光速处处在变是个铁的事实。当然,在地球附近的真空,很难用现有的仪器测到这种变化。这种变化的尺度往往是在一百万光年以上。