爱因斯坦相对论再次被验证！科学家以更高精度确认光速不变性

一个多世纪前的迈克尔逊－莫雷实验奠定了光速不变的基础，而最新的伽马射线观测再次以更高精度验证了这一结论。

来自巴塞罗那自治大学（UAB）与阿尔加维大学等机构的研究团队，通过对极高能伽马射线的时间延迟进行分析，进一步强化了爱因斯坦的理论（洛伦兹不变性原则）。

1887年，美国科学家迈克尔逊与莫雷进行了一次里程碑实验，他们试图测量地球运动对光速的影响，但未能发现差异。这一结果成为现代物理学的重要起点，并启发了爱因斯坦提出“光速恒定”理论，最终催生狭义相对论。

该理论指出：物理定律对所有观测者保持一致（洛伦兹不变性原理），与其相对运动无关。

此后，量子场论与粒子物理标准模型均建立在洛伦兹不变性之上，并在实验中屡次得到证实。然而，爱因斯坦的另一项理论 ——广义相对论—— 却与量子场论在描述时空结构上存在根本冲突。

广义相对论将引力解释为时空弯曲，而量子场论则涉及概率波函数，两者之间存在根本性冲突。多数统一两种理论的量子引力尝试，都需在极小尺度上打破洛伦兹不变性。

许多试图构建量子引力模型的理论预测，光速可能会在极高能量下出现细微偏差，即随光子能量变化。若存在这种现象，应能通过远距离伽马射线在传播过程中的累计效应体现为极小的到达时间差。

在此次研究中，UAB团队成员收集了来自多个天体源的极高能伽马射线观测数据，并采用新的统计方法对标准模型扩展（SME）框架中一系列受到理论界关注的洛伦兹不变性破缺参数进行检验。研究结果显示，没有观测到任何偏离光速恒定的迹象，但新的限制比以往精度提高了一个数量级。

“我们原本希望证明爱因斯坦有误，”研究人员在论文中表示，“但与前人一样未能成功。”研究合著者高格指出：“源自遥远天体的光子，其微小组速度差异会累积成可测量的到达时间延迟 —— 这使我们能以前所未有的灵敏度探测效应。”

研究人员表示，目前的理论与观测仍难以统一量子理论和引力理论，但下一代观测设备，如即将投入使用的切伦科夫望远镜阵列（CTA），将在探测更高能量伽马射线方面显著提升能力，有望进一步逼近量子引力理论的可验证区间。