事实证明，爱因斯坦关于宇宙速度极限的论断可能并没有错。狭义相对论不仅得到了维护，而且还为那些超光速的中微子提供了理论解释。它们并没有打破光速屏障，只是因为用于测速的时钟的相对论运动而显得超光速。
正如我们都记得的那样，几周前，欧洲核子研究组织（CERN）的一些科学家公布的数据显示中微子运动速度比光速还快，这在物理学界引起了轩然大波。具体来说，数据显示中微子到达遥远的中微子探测器的时间比光速快了大约60纳秒。但是，物理学法则不允许这种情况发生。他们所在的“乳胶追踪式中微子振荡探测器”（OPERA）（顺便说一句，他们并非为了寻找这个结果而进行的实验）团队校准了他们的时钟，测量了距离，并进行了复杂的计算，试图找到一个解释。
他们对此感到困惑，于是将发现公布给了更广泛的物理学界，物理学界随即对该实验进行了严厉的批评。自那以后，在短短三周内，预印本服务器arXiv上涌现了近100篇试图解释这一现象的论文。物理学家们将原因归咎于各种因素，从测地学误差到时钟计时不准，其他粒子物理天文台也在努力重复这些实验结果。
现在，一位荷兰物理学家表示，其实很简单——OPERA团队忽略了他们时钟的相对论运动。Technology Review的arXiv博客在此链接中重点介绍了这篇论文。
OPERA正在研究中微子振荡，即这些幽灵般的粒子从一种类型转变为另一种类型。他们从CERN的中微子束中发射μ子中微子，并将其发送到意大利的大萨索，在那里研究人员计算有多少中微子变成了τ子中微子。除了精确的地球测量外，该实验还需要两个地点时钟的高度同步。团队通过GPS卫星实现了这一点，GPS卫星绕地球约12500英里的高度运行并广播时间信号。OPERA团队必须计算这些时间信号到达地球所需的时间。但根据荷兰格罗宁根大学物理学家Ronald van Elburg的说法，他们没有考虑到时钟的相对论运动。
正如爱因斯坦自己所说：“在真空中，光的传播速度c是恒定的，与光源的运动状态无关。”这是狭义相对论的核心原则之一：无线电信号以光速从卫星传播，这与卫星的速度无关。
但是，由于卫星在运动，从它们的视角来看，中微子和探测器的位置都在变化。中微子正在向探测器移动，而探测器似乎也在向中微子源移动。因此，出发点和目的地之间的距离看起来比在地面上观察到的要短。
“因此，在这个参考系中，[粒子]传播的距离比源和探测器之间的距离短，”van Elburg写道。这个现象被忽略了，因为OPERA团队将时钟视为在地面上——它们确实在物理上位于地面——而不是在轨道上，而轨道才是它们同步参考点所在的位置。
利用高度、轨道周期、相对于赤道的倾角以及其他指标，van Elburg计算出误差率：“观测到的飞行时间应该比使用基线固定时钟的飞行时间短约32纳秒，”他写道。由于这个效应在两个时钟位置都存在，所以总共要加倍，这就得到了64纳秒的提前到达时间。这基本解释了OPERA的异常现象。
“这篇论文表明，协调世界时（UTC）的普遍性不如其名称所示，我们必须考虑到我们的时钟是如何运动的，”van Elburg写道。
当然，他的论文尚未正式发表，并且同样需要接受OPERA团队的严格审查和同行评审，所以我们现在还不能完全接受van Elburg的理论。但它无疑是一个令人信服的解释。而且，这其中蕴含着一种巧妙的讽刺——爱因斯坦的狭义相对论不仅一直都是正确的，甚至还为此提供了理由。
[通过Technology Review]
