为什么人类证实了引力波的存在却依然相信光速不变原理?

韩雨虹

为什么要不相信呢?光在真空中传播速度不变是时空特性所决定的,现在光速作为一个常数,其值已经确定下来了,以后即使测量精度再提高,也不会改变这个值:

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这里面m是空间长度,s是时间长度,光速就是两者的比值。而根据广义相对论我们知道,有质量物体弯曲周围时空导致空间距离与时间距离的变化,但这个变化是同步的,也就是弯曲空间的同时也会弯曲时间,因此时间和空间的比值始终不变。所以光速始终不会变。

而在引力波的测量中,使用两条互相垂直的真空管道,当引力波经过时,由于它经过两个光路时存在时间差和角度差,因此它所带来的时空形变会使两个光路上的激光产生光行差,原本在管道上往返的激光本来是被调试到波峰波谷正好抵消的,但当光行差导致它们不再能抵消就会产生一些变化并被记录下来。这是时空本身因大质量物体扰动所产生的几何变化,前面已经说过,与光速不变不冲突。

另外,去年十月份发布的双中子星碰撞的观测结果显示,1.3亿光年外的碰撞引力波与电磁波几乎是同时到达地球的,算上引力波与伽马短暴本身形成的时间差,可以说两者就是同时到达地球的!这就证实了引力波是光速传播,这正正符合广义相对论的预言,同时也再次印证光速与时空结构的关系。





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