光速可变

很多人对相对论的认知中有一个误区:光速不变在整个相对论中都成立。在《三体3》中广播纪元中也提到“黑洞本身并不能改变光速,只是改变光的波长。”,而引入“黑域(光墓)”。

事实并非如此。光速不变在狭义相对论中确实是一项基本假设,但在广义相对论中并非不变真理。引力场可以影响光的速度,方向上,表现为引力偏转,大小上,表现为引力时间延迟效应。二者均是在太阳系中能够进行的四个经典广义相对论的实验验证之一。

后者又称夏皮罗时间延迟效应,最早由美国哈佛大学天体物理学家欧文·夏皮罗(Irwin I. Shapiro)于1964年在理论上提出,并提出利用雷达波往返验证的方案。第一次实验观测是借助麻省理工学院的“草堆”雷达天线(Haystack radar antenna)完成的,误差小于5%。而2003年的卡西尼号土星探测器的实验则达到了小于0.002%,是迄今为止精度最高的广义相对论实验验证。

该效应对行星探测器测距,引力波探测(尤其是超低频引力波)均有影响,需要被考虑。

本文仅为科普,具体理论不再展开。

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