愛因斯坦「失落理論」重現?澳洲實驗稱重力影響光速



愛因斯坦的廣義相對論奠定了現代物理學基礎,其中一個核心假設是「真空中的光速恆定」。然而,近年一項由澳洲物理學家 Enbang Li 領導的實驗,聲稱發現重力會讓光速略微加快,這與愛因斯坦 1911 年提出、但後來放棄的早期理論不謀而合。若結果獲得獨立驗證,將對基礎物理學與地球科學應用產生重大影響。

愛因斯坦的「失落理論」
1905 年,愛因斯坦在狹義相對論中提出「光速在所有慣性參考系中恆定不變」的假設,這成為現代物理的基石。
1911 年,愛因斯坦在論文中提出另一想法:重力可能會影響光速。他認為光在強重力場中會變慢(或加快,視解讀而定),這與後來 1915 年完成的廣義相對論不同。廣義相對論將重力解釋為時空彎曲,光沿「最短路徑」傳播,看起來被彎曲,但局部測量的光速仍然恆定。
愛因斯坦最終選擇了廣義相對論的框架,1911 年的早期想法被視為「失落理論」。

澳洲實驗:重力讓光速加快
University of Wollongong 的物理學家 Enbang Li 設計了一套光纖感測系統,在不同重力場強度下測量光傳播時間。

主要實驗設計:

  • 在電梯井中放置長達 10 公里的光纖線圈,讓雷射來回傳播 20 公里。
  • 分別在電梯底部(重力較強)與頂部(重力較弱)進行測量。
  • 另一組實驗則使用重物靠近感測器,模擬局部重力變化。
實驗結果:
  • 光在重力較強的位置(電梯底部或靠近重物)傳播速度略微加快。
  • 變化量雖小,但呈現可重複的線性關係。
  • 相關論文已發表在 Scientific Reports(2026 年),並有預印本可供查閱。
Li 表示,這一現象支持愛因斯坦 1911 年的「變光速」模型,而非傳統廣義相對論中「局部光速恆定」的看法。

潛在應用
若技術成熟,這種「重力-光學效應」(gravito-optic effect)感測器可能帶來多項實用價值:

  • 監測地下水位變化與冰川融化
  • 礦產勘探與地下結構探測
  • 火山活動與碳封存監測
  • 無需移動部件的固態重力儀,適合飛機或潛艇等移動平台
儘管實驗結果引發關注,科學界仍持審慎態度。許多物理學家指出:
  • 測量到的效應極其微小,容易受到溫度、壓力、振動或光纖應力等系統誤差影響。
  • 廣義相對論經過百年嚴格檢驗,包括 1919 年日食觀測、引力波探測等,核心預測至今未被推翻。
  • 獨立重複實驗與理論模型的進一步完善,仍是必要步驟。
目前這項研究仍屬早期階段,尚未獲得廣泛共識