在太空的完全空曠中，光以恆定的每秒299,792,458米的速度自由滑行。沒有更多，也沒有更少。
當電磁波被迫在圍繞物質的電磁場中穿行時，這一切都會發生變化。經過這片泥沼，光的整體速度可以減慢到相對爬行。
我們在光穿過水杯時彎曲的現象中看到這一現象，甚至在彩虹中光波的迷人分離中也可以看到。
雖然物理學家可以使用19世紀關於光和電磁學的方程來描述這種延遲，但他們尚未能夠充分捕捉光在不同媒質中速度的突然變化，以物理波的度量方式。
來自坦佩雷大學的三名物理學家提出了一個潛在的解決方案，但在重新考慮光波通過時間和一個空間維度的進展方面的一些相當基本的原理之前。
該研究的第一作者Matias Koivurova現在在東芬蘭大學說：「基本上，我找到了一種非常巧妙的方法，在1+1維中推導出標準的波動方程。」
「我唯一需要的假設就是波的速度是恆定的。然後我想，如果它不總是恆定的呢？這證明是一個非常好的問題。」
光的速度-或者用它的速記c-是通過真空傳遞信息的普遍極限。雖然物質可以有效地減慢粒子的整體旅程，但相對論理論說這種基本屬性不能真正改變。
然而，有時物理學需要偶爾夢幻般的飛行，以便探索新的領域。因此，Koivurova和他的同事Charles Robson和Marco Ornigotti放棄了這個不方便的事實，考慮到標準波動方程的一個任意光波可以加速的後果。
最初，他們的解決方案沒有太多意義。只有當他們將恆定速度作為一個參考框架重新加入時，一切才會聯繫在一起。
以速度將一艘宇宙飛船送入太空，其乘客將會與從遠處觀察他們旅程的觀察者不同地體驗時間和距離。這種對比是由相對論引起的，這一理論在各種規模上都經過了成功的測試。
通過將加速波框架與恆定的光速相比較，團隊對標準波動方程的新穎解決方案的奇怪效果看起來就像相對論所施加的那樣。他們的認識對於關於光波在穿越到新媒介時動量是增加還是減少的辯論具有深遠的影響。
「我們展示的是，從波的角度來看，其動量不會發生任何變化。換句話說，波的動量是守恆的，」Koivurova說。
無論波是什麼，無論是在電磁場中，還是池塘的波紋，或者是一根弦上的振動，都需要考慮相對論和動量守恆定律，因為它們加速。這種普遍性將具有另一個非常顯著的，雖然有點令人失望的結果。
無論是我們的勇敢的太空旅行者以光速的一小部分飛向半人馬座α，還是他們在地球上緩慢變老的家庭，他們各自的時鐘都以被認為是適當的時間。兩個時間可能對一秒鐘的長度有不同的看法，但每個時間都是他們自己框架內過去年份的可靠度量。
如果所有的波也都經歷相對論所提供的適當時間，物理學家認為，任何受波控制的物理學都應該具有嚴格的，時間方向。這個時間方向不能僅僅為任何一個部分逆轉。
到目前為止，這些方程只被求解出單個空間維度(和時間)。還需要進行實驗，以查看這種波的觀點是否成立。
如果是這樣，我們在宇宙中的集體旅程真的是一條單行道。
