恆定的光速：愛因斯坦的狹義相對論經受住了高能量測試的考驗

2023-04-01 16:01:35 1

愛因斯坦的理論從不失敗

位於墨西哥皮裡·德·奧裡薩巴國家公園的HAWC伽馬射線天文臺探測到來自13500英尺高空的宇宙射線。內格拉火山隱約出現在背景中。

愛因斯坦的狹義相對論經受住了最嚴峻的考驗。

洛倫茲不變性是一種以荷蘭物理學家亨德裡克·洛倫茲命名的理論。該理論認為，對於宇宙中的所有觀察者來說，物理定律都是一樣的，不管他們在哪裡或者移動得多快。

洛倫茲不變性是狹義相對論的核心，它預測在任何情況下，真實空的光速都是恆定的，為每秒186，282英裡(299，791公裡)。

到目前為止，在所有的測量中，速度確實是恆定的，即使是在地球上科學家使用粒子加速器產生的最高能量水平下。

一項新的研究報告稱，該理論也適用於高能級，高能級是由暴力天體物理現象產生的。

該小組分析了由高海拔切倫科夫天文臺(HAWC)收集的數據，該系統由墨西哥普埃布拉火山肩部的300個水箱組成。這些罐中內置的靈敏探測器可以測量高能伽馬射線撞擊地球大氣分子時產生的粒子級聯。

新的研究報告發表在《物理評論快報》的在線期刊上。報告指出，天文臺在TEV上空發現了至少100個光子能量證據，大約是可見光能量的1萬億倍。。

這項研究非常重要，因為它表明即使那些非常強大的光子也不會超過宇宙的速度極限。研究小組的成員說，如果光子的移動速度超過每秒186，282英裡，它們將衰變為能量較低的粒子，永遠不會到達坦克探測器。

新墨西哥羅斯·阿莫斯國家實驗室的天體物理學家、科學合作組織成員帕塔·丁在一項研究中說:「相對論在高能物理中的表現對我們周圍的世界產生了真正的影響。」

哈定補充道:「大多數量子力學模型顯示，相對論性能將在高能狀態下被破壞。」

「我們已經將這些高能光子能量的觀測規模擴大了100多倍。」

將來，HAWC數據可以進一步推動這些限制，這有利於為狹義相對論提供更嚴格的測量。

他表示:「HAWC將在未來幾年繼續收集更多數據，並將羅斯·阿莫斯(Ross Amos)領導的探測器技術與高能分析技術相結合，以進一步研究這一物理現象。」

相關知識

在物理學中，狹義相對論(也叫狹義相對論)是一種普遍接受的理論和實驗結論。

這是一個證明時間和空之間關係的物理理論。在阿爾伯特·愛因斯坦最初的科學研究方法中，它基於兩個假設。

1.物理定律不會改變(即在所有慣性參考系統和沒有加速度的參考系統中)，等等。

2.對於所有觀察者來說，真實空的光速是相同的，不管光源本身或人本身的速度如何。

阿爾伯特·愛因斯坦對狹義相對論的許多證明都是基於亨德裡克斯的早期研究。

狹義相對論是在阿爾伯特·愛因斯坦於1905年9月26日發表的《移動物體的電力理論》中首次提出的。

但是在實驗中，牛頓的研究並不符合麥克斯韋的電磁理論。

麥金森·莫利的研究結果(以及他隨後的相關實驗)表明，人類設想的光乙太網在歷史上並不存在。這導致了愛因斯坦狹義相對論的發展，它修改了所有的運動力學來處理問題，特別是那些接近光速的問題(稱為相對速度)。

目前，狹義相對論已被證明是迄今為止最精確的模型，重力的影響在任何速度下都可以忽略。

儘管如此，牛頓模型是宏觀低速(與光速相比)下的簡化而精確的近似模型，就像地球上的日常運動一樣。