查看“︁光速可變理論”︁的源代码

{{noteTA
|1=zh-hans:量纲; zh-hant:因次;
|2=zh-hans:信息; zh-hant:資訊;
|G1=物理學
}}
'''光速可變理論'''認爲[[光速]]（以c表示）是[[時空]]的函數，因此不是確定的數值。在[[經典物理學]]中，真空中的光速是一個常數，在[[國際單位制]]中被定義為c=299792458米/秒。[[經典物理學]]中光速可變可以在某些情形下出現，比如一些已確立理論的等價公式中，再如大多數非主流的[[引力]]和[[宇宙學]]理論裏。著名的光速可變說包括[[愛因斯坦]]1911年的理論、[[羅伯特·迪克]]1957年的理論以及1980年代後期幾名研究者的理論。因爲這些理論與廣泛接受的學說相衝突，光速可變理論具很大爭議性。

== 愛因斯坦1911年的嘗試 ==

[[愛因斯坦]]在1907年著手研究光速可變。<ref>{{cite journal | author = Albert Einstein | journal = Jahrbuch für Radioaktivität und Elektronik | year = 1907 | volume = 4 | pages =  411–462 }}</ref>他在1911年更深入的探討了這個觀點。<ref>{{cite journal|author = A. Einstein|title = Uber den Einfluss der Schwerkraft auf die Ausbreitung des Lichtes|journal = Annalen der Physik|year = 1911|volume = 35|pages = 898–906|url = http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1911_35_898-908.pdf|access-date = 2013-03-10|archive-date = 2015-09-24|archive-url = https://web.archive.org/web/20150924073311/http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1911_35_898-908.pdf|dead-url = no}}</ref>在介質中，較短的波長<math>\lambda</math>因爲<math> c =\nu\lambda</math>而導致其傳播速度更慢。與此類似，愛因斯坦假設引力場中的時鐘更慢，其對應的頻率<math>\nu</math>受到引力勢能的影響（公式2，p.903）：
<math>\nu_1 =\nu_2(1+\frac{GM}{rc^2})</math>.

愛因斯坦說：

{{cquote
|Aus dem soeben bewiesenen Satze, daß die Lichtgeschwindigkeit im Schwerefelde eine Funktion des Ortes ist, läßt sich leicht mittels des Huygensschen Prinzipes schließen, daß quer zum Schwerefeld sich fortpflanzende Lichtstrahlen eine Krümmung erfahren müssen.(因爲光速是位置的函數，從[[惠更斯原理]]可以推出沿和[[引力場]]垂直方向上前進的光線必然會發生偏轉。)}}

在一篇1912年的論文中，<ref>{{cite journal|author = A. Einstein|title = Lichtgeschwindigkeit und Statik des Gravitationsfeldes|journal = Annalen der Physik|year = 1912|volume = 38|pages = 355–369|url = http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1912_38_355-369.pdf|access-date = 2013-03-10|archive-date = 2015-09-24|archive-url = https://web.archive.org/web/20150924073336/http://www.physik.uni-augsburg.de/annalen/history/einstein-papers/1912_38_355-369.pdf|dead-url = no}}</ref>他總結道：

{{cquote
|Das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit kann nur insofern aufrechterhalten werden, als man sich auf für Raum-Zeitliche-Gebiete mit konstantem Gravitationspotential beschränkt.(光速恆定原理僅在[[引力勢能]]恆定的特定[[時空]]區域中成立。)}}

但是，愛因斯坦推導出在太陽附近的光線偏轉為“將近一弧秒”，僅為後來其[[廣義相對論]]得到正確數值的一半。1919年，[[愛丁頓]]的測量驗證了廣義相對論的預測結果。但是愛因斯坦卻因其它原因放棄了光速可變理論。值得注意的是，他在1911年僅考慮了時間可變。在廣義相對論中，在不同的理論語境下，空間和時間的測量都可能受到附近質量的影響。

==迪克1957年的嘗試和馬赫原理==

1957年羅伯特·迪克提出了一種光速可變的[[引力]]理論。<ref name="Dicke">{{cite journal|author=R. Dicke|title=Gravitation without a Principle of Equivalence|doi=10.1103/RevModPhys.29.363|journal= Reviews of Modern Physics|year=1957|volume = 29|pages=363–376|bibcode=1957RvMP...29..363D}}</ref>和[[愛因斯坦]]不同的是，迪克假設不僅光的[[頻率 (物理學)|頻率]]會變，其[[波長]]也會改變。因爲<math>c=\nu\lambda</math>，因此迪克理論中c的相對變化是愛因斯坦推導出的兩倍。迪克假定[[折射率]]<math> n=\frac{c}{c_0} = 1+\frac{2 GM}{r c^2} </math>（公式5）並證明此公式同光偏轉的觀測值一致。在一篇與[[馬赫原理]]相關的評論中，Dicke指出公式5中的右邊那項很小，左邊的1也許“起源于宇宙中的其他物質”。 

在一個視界不斷膨脹的宇宙中，越來越多的質量對[[折射率]]有貢獻，因此迪克認爲宇宙中c隨時間而減慢，這給[[宇宙學]]的[[紅移]]提供了一個另一個解釋（p. 374）。<ref name="Dicke"/>應當指出的是，迪克的理論同[[國際單位制]]中的定義c=299792458米/秒並無衝突，因爲時間（秒）和長度（米）單位和皆可以變化（p. 366）。

==其它與愛因斯坦和迪克理論有關的光速可變嘗試==

雖然迪克提出了[[廣義相對論]]的替代理論，光速隨空間變化的概念並不違反廣義相對論。其實這個概念隱含在廣義相對論的坐標空間描述中。若干教科書中曾提及，比如威爾<ref>{{cite book|author=C.M. Will |title=Theory and Experiment in Gravitational Physics|publisher=Cambridge University Press|year=1995|page=144}}</ref>書中的公式6.14和6.15，以及溫伯格<ref>{{cite book|author=S. Weinberg |title=Gravitation and Cosmology|url=https://archive.org/details/gravitationcosmo00wein_316 |publisher=Wiley| year=1972|location=London |page=[https://archive.org/details/gravitationcosmo00wein_316/page/n249 222]}}</ref>書中的公式9.2.5（<math>\phi</math>代表引力勢能-GM/r）：

 “...注意光子速度是... <math> |u| = 1+2 \phi +O(v^3)</math>”。

根據這個公式，有人提出了與廣義相對論所有已知測試結果相一致的光速可變模型，<ref>{{cite journal|author=J. Broekaert |title =A Spatially-VSL Gravity Model with 1-PN Limit of GRT|journal=Foundations of Physics|year = 2008| volume = 38| pages=409–435|arxiv=gr-qc/0405015|doi=10.1007/s10701-008-9210-8}}</ref>但在高階測試中仍有些差別。<ref>{{cite journal|author=K. Krogh |title=Gravitation Without Curved Space-time|year = 1999| arxiv=astro-ph/9910325}}</ref>還有的模型聲稱能夠解釋[[等效原理]]，<ref>{{cite journal|author=M. Arminjon |title = Space Isotropy and Weak Equivalence Principle in a Scalar Theory of Gravity| journal = Brazilian Journal of Physics |arxiv=gr-qc/0412085|year = 2006|volume = 36|pages = 177–189| doi = 10.1590/S0103-97332006000200010}}</ref>或者與[[狄拉克]]的[[大數假說]]有關聯。<ref>{{cite journal|author=A. Unzicker |title=A look at the abandoned contributions to cosmology of Dirac, Sciama, and Dicke|journal=Annalen der Physik| year = 2009|volume=521|pages=57–70| arxiv=0708.3518|doi=10.1002/andp.200810335}}</ref>

== 作爲宇宙膨脹替代理論的現代光速可變理論 ==

爲了解釋[[宇宙學]]中的[[宇宙学视界|視界]]問題并找到能解釋宇宙膨脹的新理論，[[讓-皮埃爾·伯蒂特]]于1988年、<ref>{{cite journal |title= An interpretation of cosmological model with variable light velocity |author= J.P. Petit |journal= Mod. Phys. Lett. A |volume= 3 |issue= 16 |year= 1988 |pages= 1527–1532 |doi= 10.1142/S0217732388001823 |bibcode= 1988MPLA....3.1527P |url= http://www.bigravitytheory.com/pdf/modern_physics_letters_a1.pdf |deadurl= yes |archiveurl= https://web.archive.org/web/20150203223151/http://bigravitytheory.com/pdf/modern_physics_letters_a1.pdf |archivedate= 2015-02-03 |access-date= 2013-03-10 }}</ref><ref>{{Cite journal |title= Cosmological model with variable light velocity: the interpretation of red shifts |author= J.P. Petit |journal= Mod. Phys. Lett. A |volume= 3 |issue= 18 |year= 1988 |pages= 1733–1744 |doi= 10.1142/S0217732388002099 |bibcode= 1988MPLA....3.1733P |url= http://www.bigravitytheory.com/pdf/modern_physics_letters_a2.pdf |deadurl= yes |archiveurl= https://web.archive.org/web/20140718123926/http://bigravitytheory.com/pdf/modern_physics_letters_a2.pdf |archivedate= 2014-07-18 |access-date= 2013-03-10 }}</ref><ref>{{cite journal |title= Gauge cosmological model with variable light velocity. Comparizon with QSO observational data |author= J.P. Petit, M. Viton |journal= Mod. Phys. Lett. A |volume= 4 |issue= 23 |year= 1989 |pages= 2201–2210 |doi= 10.1142/S0217732389002471 |bibcode= 1989MPLA....4.2201P |url= http://www.bigravitytheory.com/pdf/modern_physics_letters_a3.pdf |deadurl= yes |archiveurl= https://web.archive.org/web/20150204010624/http://bigravitytheory.com/pdf/modern_physics_letters_a3.pdf |archivedate= 2015-02-04 |access-date= 2013-03-10 }}</ref><ref>{{cite journal |title= Scale invariant cosmology |author= P. Midy, J.P. Petit |journal= Int. J. Mod. Phys. D |issue= 8 |year= 1989 |pages= 271–280 |url= http://www.bigravitytheory.com/pdf/scale_inv.pdf |deadurl= yes |archiveurl= https://web.archive.org/web/20140717164810/http://bigravitytheory.com/pdf/scale_inv.pdf |archivedate= 2014-07-17 |access-date= 2013-03-10 }}</ref>[[约翰·莫法特]]于1992年<ref>
{{cite journal | title= Superluminary Universe: A Possible Solution to the Initial Value Problem in Cosmology | author= J. Moffat | journal= Int. J. Mod. Phys. D |volume= 2 |issue= 3 |year=1993 | pages=351–366 | doi= 10.1142/S0218271893000246 |arxiv = gr-qc/9211020 |bibcode = 1993IJMPD...2..351M }}</ref>以及二人小組[[安德烈亚斯·阿尔布雷克特 (宇宙学家)|安德烈亚斯·阿尔布雷克特]]和[[若昂·马盖若]]于1998年<ref>
{{cite journal |author= J.D. Barrow |title= Cosmologies with varying light-speed |year= 1998 |doi= 10.1103/PhysRevD.59.043515 |journal= Physical Review D |volume= 59 |issue= 4 |arxiv=astro-ph/9811022|bibcode = 1999PhRvD..59d3515B }}</ref><ref>
{{cite journal |title= A time varying speed of light as a solution to cosmological puzzles |author= A. Albrecht, J. Magueijo |journal= Phys. Rev. |volume= D59 |pages= 043516 |year= 1999 |arxiv=astro-ph/9811018|bibcode = 1999PhRvD..59d3516A |doi = 10.1103/PhysRevD.59.043516 }}</ref><ref name="local">
{{cite journal |author= J. Magueijo |title= Covariant and locally Lorentz-invariant varying speed of light theories |journal=Phys. Rev. |volume= D62 |year= 2000 |pages= 103521 |arxiv=gr-qc/0007036|bibcode = 2000PhRvD..62j3521M |doi = 10.1103/PhysRevD.62.103521 }}</ref><ref>
{{cite journal |author= J. Magueijo |title= Stars and black holes in varying speed of light theories |journal= Phys. Rev. |volume= D63 |year= 2001 |pages= 043502 |arxiv=astro-ph/0010591|bibcode = 2001PhRvD..63d3502M |doi = 10.1103/PhysRevD.63.043502 }}</ref><ref>
{{cite journal |author= J. Magueijo |title= New varying speed of light theories |journal= Rept. Prog. Phys. |volume= 66 |year= 2003 |issue= 11 |pages= 2025 |doi= 10.1088/0034-4885/66/11/R04 |arxiv = astro-ph/0305457 |bibcode = 2003RPPh...66.2025M }}</ref><ref>
{{cite book |title= Faster Than the Speed of Light: The Story of a Scientific Speculation |url= https://archive.org/details/fasterthanspeedo00magu |author= J. Magueijo |publisher= Perseus Books Group |location= Massachusetts |year= 2003 |isbn= 0-7382-0525-7}}</ref>獨立的提出了光速可變宇宙學理論。[[胡安·卡薩多]]等人也建立了一種新型的光速可變宇宙學模型。<ref>{{cite arxiv |author= J. Casado |title= A Simple Cosmological Model with Decreasing Light Speed |journal= |volume= |year= 2003 |pages= |doi= |eprint=astro-ph/0310178 |class= astro-ph}}</ref>

在[[伯蒂特]]等的理論中，所有物理學常數協同變化而導致時間和空間標度因子的變化與c的變化同時發生。因此所有物理方程和物理常數在宇宙的演化中保持不變。[[愛因斯坦場方程]]因[[愛因斯坦常數]]中c和G的同時變化而保持不變。後來的模型將物理常數的變化限制在宇宙早期的更高能量密度，比如在輻射主控時期的起始階段，那時的時空等同于度槼共形平直的空間-熵。<ref>{{cite conference |title= Twin matter against dark matter |author= J.P. Petit, P. Midy, F. Landsheat |conference= Int. Conf. on Astr. & Cosm |booktitle= "Where is the matter?"（See sections '''14''' and '''15''' pp. 21–26） |year= 2001 |url= http://www.bigravitytheory.com/pdf/where_is_the_matter_2001.pdf |deadurl= yes |archiveurl= https://web.archive.org/web/20150204024619/http://bigravitytheory.com/pdf/where_is_the_matter_2001.pdf |archivedate= 2015-02-04 |access-date= 2013-03-10 }}</ref><ref>
{{cite arxiv |title= Bigravity: a bimetric model of the Universe with variable constants, including VSL (variable speed of light) |author= J.P Petit, G. d'Agostini |year = 2007 |eprint=0803.1362 |class= physics.gen-ph}}</ref>值得注意的是，雖然這是第一個公開發表、至今唯一一個不用改寫現代物理學公式的光速可變模型，[[伯蒂特]]等的論文在後世的光速可變文獻中很少得到引用。

[[约翰·莫法特|莫法特]]和[[安德烈亚斯·阿尔布雷克特 (宇宙学家)|阿尔布雷克特]]-[[若昂·马盖若|马盖若]]二人組理論之要義是在早期宇宙中[[光速]]可以是現在的10<sup>60</sup>倍，因此膨脹中宇宙的遙遠區域在宇宙開始時曾有時間相互所用。通過改變精細結構常數，視界問題目前尚無已知的解法，因爲其變化並不改變時空的因果結構。若要改變此因果結構，則必須通過變化牛頓引力常數或重新定義狹義相對論來變更引力。歷史上，光速可變宇宙學爲了繞過這一阻礙，提出以某種特定方式變化量綱量c以打破愛因斯坦的廣義及狹義相對論中的洛倫玆不變性。<ref>{{cite journal |title= Dynamical Mechanism for Varying Light Velocity as a Solution to Cosmological Problems |author= M. A. Clayton, J. W. Moffat |journal= Phys.Lett. |volume= B460 |year= 1999 |pages= 263–270 |arxiv=astro-ph/9812481|bibcode = 1999PhLB..460..263C |doi = 10.1016/S0370-2693(99)00774-1 }}</ref><ref>
{{cite journal |title= Geometrodynamics of variable-speed-of-light cosmologies |author= B.A. Bassett, S. Liberati, C. Molina-Paris, M. Visser |journal= Phys. Rev. |volume= D62 |year= 2000 |pages= 103518 |arxiv=astro-ph/0001441|bibcode = 2000PhRvD..62j3518B |doi = 10.1103/PhysRevD.62.103518 }}</ref>現代理論則保持了局域洛倫玆不變性。<ref name="local"/>

==其他的光速可變理論 ==

===虛光子===

在某些量子場論的計算中，虛光子可以在短距離内以不同于光速的速度運動。但是，這並不意味著光速可以超越。有人宣稱量綱量c隨時間的變化其實沒有任何意義（非量綱量，比如精細結構常數隨時間的變化，是有意義的）。在某些有爭議的宇宙學理論中，光速還可以通過改變狹義相對論的假設來變化。

===光子速度變化===

光子傳遞電磁力，沒有靜止質量。經典物理學中，光子可以具有極小但存在的質量，和中微子一樣。這些光子可以以小於狹義相對論定義的光速運動，並可以在三個方向上極化。但在量子場論中，光子有質量的假設與規範不變性及可重整化性相悖，因此常被忽略。大質量光子的量子理論在用[[威爾森有效場論]]處理量子場論時可以成立。在這種方法中，根據光子質量由[[希格斯機制]]產生或由臨時插入[[普羅卡]]拉格朗日密度方程而產生，各種觀察/實驗所暗含的邊界條件也許不同。因此，光速不是一個常數。<ref name="adel">{{cite journal|author1=Eric Adelberger|author2=Gia Dvali|author3=Andrei Gruzinov|title=Photon Mass Bound Destroyed by Vortices|doi=10.1103/PhysRevLett.98.010402|year=2007|journal=Physical Review Letters|volume=98|issue=2|arxiv=hep-ph/0306245|bibcode = 2007PhRvL..98a0402A|pmid=17358459}}</ref>

===量子理論中的[[光子]]速度變化===

在量子場論中，[[海森堡測不准原理]]指出[[光子]]可以在短時間内以任何速度運動。在[[費曼圖]]中，這種光子被稱為[[虛光子]]，可以通過它們在質殼外運動而加以辨別。這種光子可以具有任何速度，包括超越光速。[[費曼]]說：

{{cquote
|:“光還有一個振幅，可以以快于（或慢于）慣常的光速運動。在上一節課裏你發現光並非以直線運動。現在，你會發現它並不以光速運動！你也許會驚訝光子還有一個振幅，可以以快于（或慢于）慣常的光速c運動。”<ref>{{cite book |author=R. Feynman |title=QED: the strange theory of light and matter |url=https://archive.org/details/qedstrangetheory00feyn_240 |publisher=Princeton University Press |page=[https://archive.org/details/qedstrangetheory00feyn_240/page/n93 89] |year=1988}}</ref>}}

但是這些[[虛光子]]並不違反因果律和狹義相對論，因爲它們無法直接觀測到，理論中也無法違反因果關係傳遞信息。[[費曼圖]]和[[虛光子]]並非是真實發生的物理過程，而是一種方便的計算工具（某些情形碰巧含有快于光速的速度向量）。

==與其它常數以及其變化的關係==

=== 引力常數G===

1937年，[[狄拉克]]和其他人開始研究如果[[物理常数|自然常數]]隨時間變化可能造成的後果。<ref>{{cite journal|author=P.A.M. Dirac|year=1938 |title=A New Basis for Cosmology |journal=[[Proceedings of the Royal Society of London A]] volume=165 |issue=921 |pages=199–208 |doi=10.1098/rspa.1938.0053 |bibcode = 1938RSPSA.165..199D }}</ref>比如，[[狄拉克]]提議[[艾萨克·牛顿|牛頓]][[引力常數]]以每年百億分之五的速率變化，以解釋[[引力]]相對弱于其他[[基本力]]。這被稱為[[狄拉克]][[大數假說]]。

但是，[[費曼]]在他著名的物理學講座中指出，<ref>{{cite book |author=R. P. Feynman |title=Lectures on Physics |year=1970 |publisher=Addison Wesley Longman |volume=1 |chapter=7}}</ref>在過去40億年裏，根據對地球和太陽系的觀測，[[引力常數]]的變化極有可能小於[[狄拉克]]的預計（但這需要假定引力常數無法改變其它常數）。

===精細結構常數α===

一個研究組在研究遙遠[[類星體]]時，聲稱發現[[精細結構常數]]在十萬分之一水平上的變化。<ref>{{cite journal |author=J.K. Webb, M.T. Murphy, V.V. Flambaum, V.A. Dzuba, J.D. Barrow, C.W. Churchill, J.X. Prochaska and A.M. Wolfe |title=Further Evidence for Cosmological Evolution of the Fine Structure Constant |journal=Phys. Rev.Lett. |volume=87 |year=2001 |pages=091301 |doi=10.1103/PhysRevLett.87.091301 |pmid=11531558 |issue=9 |bibcode=2001PhRvL..87i1301W |arxiv = astro-ph/0012539}}</ref>這一結果受到研究界的爭議。其他研究[[類星體]]的研究組稱在更高精度上沒有發現[[精細結構常數]]的變化。<ref>{{cite journal |author=H. Chand, R. Srianand, P. Petitjean and B. Aracil |title=Probing the cosmological variation of the fine-structure constant: results based on VLT-UVES sample |journal=Astron. Astrophys. |volume=417 |year=2004 |issue=3 |pages=853 |doi=10.1051/0004-6361:20035701 |bibcode=2004A&A...417..853C |arxiv = astro-ph/0401094}}</ref><ref>{{cite journal |author=R. Srianand, H. Chand, P. Petitjean and B. Aracil |title=Limits on the time variation of the electromagnetic ne-structure constant in the low energy limit from absorption lines in the spectra of distant quasars |journal=Phys. Rev. Lett. |volume=92 |year=2004 |pages=121302 |doi=10.1103/PhysRevLett.92.121302 |pmid=15089663 |issue=12 |bibcode=2004PhRvL..92l1302S |arxiv = astro-ph/0402177}}</ref><ref>{{cite journal |author=S. A. Levshakov, M. Centurion, P. Molaro and S. D’Odorico |title=VLT/UVES constraints on the cosmological variability of the fine-structure constant |journal=Astron. Astrophys. |arxiv=astro-ph/0408188|doi = 10.1051/0004-6361:20041827 |bibcode=2005A&A...434..827L}}</ref>此外，有人在研究奧克洛[[天然核反應堆]]某些[[同位素丰度]]時，用更加嚴格的限定條件，結果也表明精細結構常數不存在變化。<ref>{{cite journal |author=A. I. Shlyakhter |title=Direct test of the constancy of fundamental nuclear constants |journal=Nature |volume=264 |year=1976 |issue=5584 |pages=340 |doi=10.1038/264340a0 |bibcode = 1976Natur.264..340S }}</ref><ref>{{cite journal |author=T. Damour and F. Dyson |title=The Oklo bound on the time variation of the fine-structure constant revisited |journal=Nucl. Phys. |volume=B480 |year=1996 |issue=1–2 |pages=37 |doi=10.1016/S0550-3213(96)00467-1 |arxiv = hep-ph/9606486 |bibcode = 1996NuPhB.480...37D}}</ref>

保羅·戴維斯等人提出，理論上有可能分辨哪些構成精細結構常數的量綱常數（[[基本電荷]]、[[普朗克常數]]以及[[光速]]）導致其變化。<ref>{{cite journal |title = Cosmology: Black holes constrain varying constants |author=P.C.W. Davies, Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver |year=2002 |journal=Nature |volume=418 |pages=602–603 |doi = 10.1038/418602a |pmid = 12167848 |issue = 6898}}</ref>但是，此說未被廣泛接受。<ref>M. J. Duff, "Comment on time-variation of fundamental constants", {{arxiv|hep-th/0208093}}.</ref><ref>{{cite journal |title=Black holes may not constrain varying constants |author=S. Carlip and S. Vaidya |year=2003 |journal=Nature |volume=421 |pages=498 |doi=10.1038/421498a |pmid=12556883 |issue=6922 |arxiv=hep-th/0209249}}</ref>

== 對光速可變理論的批判 ==

=== 無量綱量和量綱量===

因爲[[量綱量]]會根據選擇不同的單位而變化，有人曾試圖説明這種量變化的實際意義。比如[[約翰·貝洛]]曾寫到：

{{cquote
|我們從像[[精細結構常數]]α一樣的純數字界定這個世界中學到的重要一課是，它對於不同世界的含義是不同的。我們稱爲精細結構常數、以α表示的純數字，是[[基本電荷]]e、光速c和[[普朗克常數]]h的組合。起先我們也許會想一個擁有較慢光速的世界也許會是個不同的世界。但這會是個錯誤。如果c、h和e都發生了變化，它們以公制（或其他制）為單位的數值不同于我們在我們的物理常數表中查到的數值，但α的值仍是一個常數，那麽這個新的世界在觀測上將和我們的世界無法區分。在世界的定義上唯一重要的事情是自然[[無量綱常數]]的值。如果所有的質量都加倍（包括[[普朗克質量]]m<sub>P</sub>），你不會察覺，因爲任何質量比得到的純數值沒有改變。<ref>[[John D. Barrow]], ''The Constants of Nature; From Alpha to Omega – The Numbers that Encode the Deepest Secrets of the Universe,'' Pantheon Books, New York, 2002, ISBN 978-0-375-42221-8.</ref>}}

任何物理定律的公式都可以通過[[量綱]]的對消而只剩下[[无量纲量]]，這被稱為[[无量纲化]]。另外，物理學者可以通過選擇單位使得物理常數c、G、ħ=h/(2π)、4πε<sub>0</sub>和k<sub>B</sub>數值為1，每一個物理量都可以以自己對應的普朗克單位歸一化。因此，有人認爲闡明一個量綱量的演化毫無意義。<ref>J. P. Uzan, "The fundamental constants and their variation: Observational status and theoretical motivations," ''Rev. Mod. Phys.'' '''75''', 403 (2003). {{arxiv|hep-ph/0205340}}</ref>當物理定律的公式使用[[普朗克單位]]、无量纲化之後，具有量綱的物理常數如c、G、ħ、ε<sub>0</sub>和k<sub>B</sub>都不存在了。依照假定單位而變化的[[引力常數]]G，其相對應的無量綱量最終會變成[[普朗克質量]]和基本粒子質量的比值。某些與光速相關的重要無量綱量，比如[[精細結構常數]]和[[質子電子質量比]]，其變化是有意義的，仍然被研究所關注。<ref>''ibid''</ref>

=== 和''c''之定義的關係===

對可變光速理論而言，如果[[國際單位制]]中[[米 (单位)|米]]的定義回歸其1960年代以前的定義，即[[國際米原器]]的話，測定到的光速就會根據国际米原器長度的變化而變化。那麽c的變化就等于国际米原器與[[普朗克長度]]的無量綱比值的變化，或者國際單位制中[[秒]]同[[普朗克時間]]的無量綱比值的變化，或兩者兼而有之。如果構成国际米原器的原子數量保持不變（穩定的原型尺應當如此），那麽c的變化就等于普朗克長度與原子[[玻爾半徑]]的無量綱比值的變化，或者普朗克時間同一個[[銫-133]]原子[[震動週期]]的無量綱比值的變化，或兩者兼而有之。

=== 對光速可變宇宙學的批評===

[[喬治·埃利斯]]曾擔憂變化的光速將導致大部分[[現代物理學]]不得不重寫，因爲現存體系基本上建立于光速不變的基礎上。<ref name="Ellis">{{cite journal | doi = 10.1007/s10714-007-0396-4 | title = Note on Varying Speed of Light Cosmologies | url = https://archive.org/details/sim_general-relativity-and-gravitation_2007-04_39_4/page/511 | author = George F R Ellis | journal = General Relativity and Gravitation | issue = 4 | pages = 511–520 | volume = 39 | arxiv=astro-ph/0703751 |bibcode = 2007GReGr..39..511E |date=April 2007}}</ref>[[埃利斯]]稱，任何光速可變理論 1）必須重新定義距離的測量，2）必須給出廣義相對論中[[度規張量]]的新表達式，3）也許和[[洛倫玆不變性]]相衝突，4）必須修改[[麥克斯韋方程]]，5）必須和其他物理理論保持一致。這些判據是否適用於愛因斯坦1911年的理論和[[迪克]]1957年的理論尚有爭議。<ref>{{cite journal|author=A. Unzicker |title=The VSL Discussion: What Does Variable Speed of Light Mean and Should we be Allowed to Think About ? |date=2007-09-09 |url=https://archive.org/details/arxiv-0708.2927 |arxiv = 0708.2927}}</ref>可變光速宇宙學仍然屬於非主流物理學。

== 參考文獻 ==
{{reflist|2}}

== 外部連結 ==
*[http://www.phys.unsw.edu.au/einsteinlight/jw/module6_constant.htm The University of New South Wales, School of Physics, Is the speed of light constant? "Varying constants"（Beyond Relativity 2）] {{Wayback|url=http://www.phys.unsw.edu.au/einsteinlight/jw/module6_constant.htm |date=20131125013600 }}

[[Category:相對論]]

[[de:Physikalische Konstante#Konstanz der Naturkonstanten]]'''