真空光速，顧名思義即在真空狀態下光的傳播速度。而愛因斯坦的相對論中認為物體的運動速度無法超過真空中的光速。
基本介紹
- 中文名：真空光速
基本意義,拓展,
基本意義
真空光速作為物理學上的重要常數，是科學家馬塞爾·爾本研究的重點，由於光速的限制，超光速宇宙飛船是否能實現呢？
據國外媒體報導，眾所周知，光速是物理學上的一個重要常數，愛因斯坦的相對論中認為物體的運動速度無法超過真空中的光速，但是一些科學家正在探索光速是否為非恆定的可能性，這一宇宙速度極限可能與空間真空性質有關。光的速度在宇宙學和天文學上都有明確的定義，光速不僅是電磁波的傳播速度，同時也適用於萬有引力的作用，在假設光速恆定的條件下，科學家又推出了許多結論，比如物理學上的無量綱數：精細結構常數(阿爾法)、定義電磁力的強度等。變化的光速會改變分子鍵的性質以及核物質的密度。
光速恆定的前提也與宇宙的大小存在關聯，非恆定的光速可能導致宇宙的收縮，但光速是宇宙中任何物體都不可能超過的速度。在2013年3月份，歐洲物理學期刊D發表了兩篇關於光速的論文，研究人員試圖從宇宙空間的量子特性角度尋找光速的奧秘，兩篇論文都提出了不同的光速作用機制，認為在一個假設出現改變的前提下，光速可能出現改變，但是這樣的空間並不是“空”的，而是充滿了虛擬粒子的巨大“宇宙湯”。
由於光速被認為是無法超越的，而且星系之間有著巨大尺度的空間，因此科學家提出了多種超光速旅行的方法，比如一種被稱為“時空波”的技術可讓星際飛船以“衝浪”的方式實現超光速旅行。到目前為止，科學家對曲速驅動的方式幾乎一無所知，未來的太空飛船會是何種模樣也是個未知數，曲速飛船背後的物理基礎純粹是理論上的認識，而且還需要提供大量的能量源。
來自法國巴黎第十一大學物理學家馬塞爾·爾本在他的論文中提到，看上去似乎是宇宙真空的環境通常被假設為空的空間，量子物理學定律在粒子尺度上可“規範”亞原子粒子等的行為，我們所說的空的空間實際上是充滿了基本粒子，比如夸克等，這些虛粒子使得真空環境出現微小的變化，從而決定了光速可能不是常數，應該是隨著虛粒子波動出現一定程度的改變。宇宙中的虛粒子是無法被直接探測到的，但是它們在量子物理學中確是存在的，從量子水平上來看，空的宇宙空間並非是虛空，其中充滿了基本粒子對，比如夸克和反夸克，它們與自己對應的粒子總是呈現配對的關係，當物質與反物質粒子碰撞時就會發生湮滅。
光子在宇宙空間中穿梭時，可與虛粒子發生相互作用，對此物理學家馬塞爾·爾本和他的同事們提出了虛粒子能量可能使光速發生改變的理論，由於虛粒子與光子之間的相互作用存在隨機的特點，因此光子的移動速度也會隨該影響的作用而出現變化。對於光速非恆定的理論假設，馬塞爾·爾本通過本項研究提出了在量子理論框架下的介電常數和磁導率，認為光速的非恆定需要這兩個因素的作用，而且真空中單位體積的虛粒子數量與光子的傳播速度存在關聯。憑藉著先進的觀測儀器，科學家們已經精確測量了光速，即便虛粒子對光速構成了影響，那么這樣的影響也應該是非常微小的。
拓展
為了尋找光速的微小波動，研究人員認為可以在較大的宇宙尺度上尋找其痕跡，在一些極端而遙遠的天文現象中觀察光的速度性質，比如伽瑪射線暴可以產生強大的脈衝輻射，並且能作用相當長的距離，在如此大的尺度上光速的波動是可以被檢測到的。此外，馬塞爾·爾本以及其他小組成員還建議使用鏡子反射雷射光速來驗證光速是否是非恆定的理論，這個實驗方法與著名的掩等測量光速實驗有些類似，通過計算一束雷射在反射鏡中反彈的次數來驗證光速是否恆定。
