澳洲物理學家用重力彎曲光線 挑戰愛因斯坦光速假設

澳洲伍倫貢大學物理學院高級講師李恩邦(Enbang Li)開發出一種簡單而有效的技術,利用重力彎曲光線。此舉挑戰了愛因斯坦提出的光速恆定且不受觀測者運動影響的假設。長期以來,天體物理學家使用「重力透鏡」一詞解釋遙遠恆星光線因途經密集天體重力而彎曲的現象,這體現了光的粒子-波動二象性。但在地球上彎曲光線一直頗具挑戰性。李恩邦的這款僅三英尺(約 1 米)高的簡易裝置,如今能實現光線彎曲,並可能為地圖繪製、監測及導航系統開啟多項新應用。

裝置運作原理與規格

李恩邦的裝置體積小巧,高不超過三英尺(1 米),由兩圈光纖電纜組成,若完全展開可延伸超過六英里(10 km)。其運作方式是比較兩道光束在螺旋狀纏繞的光纖中往返的時間延遲,這些延遲極微小,通常僅數皮秒(picoseconds)。然而,這些數據點具可擴展性,有助記錄雷射光線受重力擾動的情況。

規格項目 詳細描述
裝置高度 不超過 3 英尺(約 1 米)
光纖長度(展開) 超過 6 英里(10 km)
時間延遲範圍 數皮秒(picoseconds)
主要功能 比較光束往返時間延遲,偵測重力擾動

研究人員在新聞稿中解釋:「微小的重力變化,能揭示地下水位或火山熔岩積聚等關鍵變化,預示未來爆發可能性。」他指出,光基感測技術或許能以極高精度偵測並監測這些變化。
重力感測已在採礦、防禦及地質科學領域應用,用以透過偵測岩石、礦物、水及地下隧道密度差異,「看透」地表之下。大多數感測器依賴機械系統偵測振動及運動,在潛艇或飛機等移動平台上受限。相較之下,光基偵測器克服這些限制,提供更高靈敏度及穩定性,且佔地極小。

李恩邦表示,裝置已在實驗室受控環境下運作並校準,研究仍處早期階段,有待探索光與重力場互動。他承認需更多工作釐清時間延遲信號波動來源。此裝置亦挑戰物理基礎假設:1905 年愛因斯坦假設真空光速恆定且獨立於觀測者運動。李恩邦在新聞稿中稱:「實驗結果顯示,光子能以影響光傳輸方式與地球重力場互動,為此長期假設提供新視角。」研究成果刊載於《Scientific Reports》。

本文由 The Base Principle 編譯自以下英文報道,內容經翻譯及整理,事實與數據以原文為準。
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