最新研究表明，光速无法测量且可以具有各向异性，相对论仍成立？

狭义相对论是人类有史以来提出的最伟大的理论之一。从太空旅行、全球定位系统到我们的电网，它都是至关重要的。相对论的中心是这样的一个事实，真空中的光速是一个绝对常数。问题是，这个事实从未被证实过。

当爱因斯坦提出相对论时，它是为了解释为什么光总是以相同的速度传播。在19世纪晚期，人们认为，既然光以波的形式传播，它一定是以某种无形的物质作为媒介，这种物质被称为“以太”。其原因是波需要一种媒介，比如空气中的声音或水中的水波。但是如果以太存在，那么当地球穿过以太时，观测到的光速一定会改变。但是观察以太漂移的测量结果是无效的，光速似乎是恒定的。

爱因斯坦发现，问题在于假设空间和时间是绝对的，而光速是可以变化的。相反，如果你假设光速是绝对的，那么空间和时间一定会受到相对运动的影响。这是一个激进的想法，但它得到了所有对光速恒定的测量的支持。

但一些物理学家指出，虽然相对论假设真空中的光速是一个常数，但它也表明，这个速度永远无法测量。具体来说，相对论禁止你测量光从A点传播到B点所需要的时间。为了测量光在一个方向上的速度，你需要在每一端都有一个同步的秒表，但是相对运动会影响你的钟表相对于光的速度的速度。在不知道光速的情况下，你不可能使它们同步。你能做的就是用一个秒表来测量从A到B到A的往返时间，这就是所有对光速的测量方法。

由于所有的光的往返速度测量结果都是恒定的，你可能会认为只要把时间除以2就可以了。这正是爱因斯坦所做的。他以为来回的时间是一样的。我们的实验与这个假设一致，即光向我们的速度是它离开我们的速度的10倍。光不需要在所有方向上都有恒定的速度，它只需要有一个恒定的“往返平均”速度。如果光速是各向异性的，相对论仍然成立。

如果光的速度随它运动的方向而变化，那么我们就会以不同的方式看待宇宙。当我们观察遥远的星系时，我们是在回顾历史，因为光到达我们需要时间。如果远处的光快速地从某个方向到达我们，我们就会看到那个方向的宇宙的历史。光到达我们的速度越快，我们看到的“时光倒流”就越少。既然我们在各个方向观测到的宇宙都是统一的，那肯定说明了光速是恒定的。

一项新的研究表明，情况并非如此。事实证明，如果光速随方向变化，那么长度收缩和时间膨胀也会随方向变化。研究小组考虑了各向异性光在一个简单的相对论模型上的影响，这个模型被称为米尔恩宇宙。它基本上是一个玩具宇宙，在结构上与观测到的宇宙相似，但没有任何物质和能量。他们发现光的各向异性会导致时间膨胀和宇宙膨胀中的各向异性相对论效应。这些效应会抵消光速度变化的可观测方面。换句话说，即使宇宙是各向异性的，因为光速不同，它仍然看起来是均匀的。

因此，简单的宇宙学似乎也不能证明爱因斯坦关于光速的假设。有时候，科学中最基本的思想是最难证明的。