相對論的相對 愛因斯坦受到挑戰

愛因斯坦假定光速是一個不變的常數，約等於每秒30萬公里，他的相對論公式就是在光速不變的

前提下推導出來。現在科學研究發現光速是變動的根據，相對論的普適性就被打破，愛因斯坦的

學說也受到挑戰，提醒人類勿輕言真理。

“宇宙中的背景光並不一定像我們想象的那麼‘厚’，光在宇宙中的速度並不是恆定在

299,792.458千米/秒，它有可能更快，也有可能更慢。” 近日，“高海拔宇宙線觀測站

（LHAASO）”（簡稱“拉索”）正式發布迄今最亮的伽馬射線暴的高能伽馬輻射精確能譜，該

成果揭示出宇宙背景光在紅外波段強度低於預期，同時也檢驗了愛因斯坦相對論的適用範圍，

11月15日在《科學進展》上正式發表。

此項發現說明愛因斯坦的相對論在低能物理情況下是正確的，然而在高能物理情況下可能就不適

用了，現在要檢驗的就是，究竟在多高能的情況下相對論會被破壞。

愛因斯坦相對論的基本前提之一就是假設光速——約為299,792.458千米/秒——是一個常數，是不變的，而在現有的發現中，光就不再是個常數了，拉索發現實際上的光速可能比此前我們認定的光速要略慢一些，這就會對傳統的相對論理論造成破壞，這個破壞實際上有兩種，一種破壞是實際光速比我們認為的光速更快一些，形成一種超光速，還有一種就是更慢一些，而我們現在所觀察到的現象就是更慢一些。

天空中伽馬射線突然增強的閃爍現象，是宇宙大爆炸之後最劇烈的天體爆炸現象。2022年10月9日

，中國“拉索”記錄到來自伽馬暴GRB 221009A高達10萬億電子伏特以上的伽馬光子，是史上

人類觀察到的最亮伽馬暴，產生於一顆比太陽重20多倍的大質量恆星的坍縮爆炸，拉索精細測量

了其萬億電子伏特輻射完整的變化行為，確定了其輻射起源於餘輝輻射，並揭示了此次伽馬暴

歷史最亮的成因，相關成果於2023年6月在《科學》（Science）上發表。

在人類此前得出的伽馬暴標準模型中，其餘輝輻射起源於以接近光速飛行的爆炸物與周圍環境

氣體物質的碰撞，碰撞產生的高速激波會把電子加速到非常高的能量，這些電子進一步撞擊周圍

的光子成為高能伽馬輻射。理論上這種輻射的光子能量越高，其輻射強度就衰減得越快，

但本次“拉索”得到的數據顯示，伽馬暴輻射一直從0.2萬億電子伏特延伸到13萬億電子伏特，

能譜顯示的輻射強度“不降”的趨勢對傳統的伽馬暴餘輝標準模型提出了挑戰，這也預示着此次

伽馬暴餘輝的10萬億電子伏特左右光子可能產生於更複雜的粒子加速過程或者存在新的輻射機制。

此次的發現對此前的一些公認的物理理論提出挑戰。如果標準的宇宙演化模型正確，宇宙背景光

對高能伽馬光子的吸收低於理論預期，這也可能意味着存在某種超出當前粒子物理標準模型的

新物理機制。

例如被認為是愛因斯坦狹義相對論基礎的洛倫茲對稱性有可能就要被破壞。“愛因斯坦相對論的

基本前提之一就是假設光速——約為299,792.458千米/秒——是一個常數，是不變的，而在現有

的發現中，光就不再是個常數了，我們發現實際上的光速可能比此前我們認定的光速要略慢一些，

這就會對傳統的相對論理論造成破壞。

可以說愛因斯坦的相對論在低能物理情況下是正確的，然而在高能物理情況下它可能就不適用了，

現在所要檢驗的就是，究竟在多高能的情況下這種理論會被破壞。如今拉索發布了最亮伽馬暴的

精確伽馬光子能譜，開啟了新物理探索之門，預期將會引發更多相關物理研究。