愛因斯坦的理論永不失敗

坐落在墨西哥皮裡·德奧裡扎巴國家公園的HAWC伽馬射線天文臺探測到來自13500英尺高空的宇宙射線。內格拉火山在背景下若隱若現。

愛因斯坦的狹義相對論在其最嚴峻的考驗中倖存了下來。

洛倫茲不變性，是以荷蘭物理學家亨德里克·洛倫茲（Hendrik Lorentz）的名字命名的理論。該理論認為，物理學定律對於整個宇宙中的觀察者都是相同的，無論觀察者身在何處或移動多快。

洛倫茲不變性是狹義相對論的核心，它預測在任何情況下，真空中的光速都是恆定的每秒186,282英里（299,791公里）。

迄今為止，該速度確實在所有的測量中都是恆定的，即使是在科學家們使用粒子加速器產生的地球上最高能量水平下進行的測量。

研究小組分析了由高海拔水體切倫科夫天文臺（HAWC）天文臺收集的資料，該系統由位於墨西哥普埃布拉州的一座火山肩上的300個水箱建造而成。 這些儲罐內建的靈敏探測器可測量高能伽馬射線撞擊地球大氣分子時產生的粒子的級聯。

這項研究非常重要，因為它表明即使是那些非常強大的光子也不會超過宇宙速度極限。 研究小組成員說，如果光子的移動速度超過每秒186,282英里，它們將衰減成能量較低的粒子，也永遠到達不了水箱探測器。

新墨西哥州羅斯阿莫斯國家實驗室的天體物理學家，同時也是HAWC科學合作組織成員的帕特哈丁在一份研究中提到:“相對論在高能量的裡的表現形式對我們身邊的世界產生了真實的影響。”

哈丁補充道:“大多數量子力學模型表明了相對論的表現能力將會被在高能狀態下破壞，”

“我們把對這一些高能光子能量的觀察尺度提高了一百多倍。”

在未來HAWC的資料可以更遠的推動這些的限制，有利於對狹義相對論提供更嚴格的測量。

他說：“未來幾年內，HAWC會繼續收集更多資料並將由羅斯阿莫斯領導的探測器技術與高能分析技術融合，以便於去進一步研究這一物理現象”。

相關知識

在物理學上，狹義相對論（也稱為相對論特殊理論）是眾人普遍接受的理論與實驗結論。

它是一個證明了關於時間與空間之間關係的物理理論。在艾伯特愛因斯坦最初的科研方法中，它建立在兩個假說的基礎上。

1. 物理學定律是不會改變的（即在所有慣性參照系中與無加速度的參照系中）等等。

2. 在真空中的光速對所有觀察者而言都是相同的，不管是光源本身還是人自身的速度如何。

艾伯特愛因斯坦的許多有關狹義相對論的證明工作都是建立在亨迪克洛溫茲的早期研究上的。

狹義相對論最初是在艾伯特愛因斯坦於1905年9月26日發表的《運動物體電力學論》中所提出的。

但是在實驗中，牛頓的研究與麥克斯韋電磁學理論不符。

麥啟森莫利的研究結果（以及其在以後的相關實驗中）表明，在歷史中人們所假設的光以太並不存在。這就導致了愛因斯坦的狹義相對論的發展，它修整了所有運動力學來處理問題的情況，尤其是那些接近光速的運動（被成為相對速度的）。

當今，狹義相對論被人們所證實是在任何速度下引力的影響都可以被忽略的至今為止最精確的模型。

即使是這樣，牛頓模型在巨集觀低速（比起光速來說）的情況下是一種精簡且準確的近似模型，就像在地球上的日常運動一樣。