化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”實為變數(shù)
閱讀：542 發(fā)布時間：2013-9-6“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”實為變數(shù)
在宇宙學(xué)理論里,，一項zui有爭議的問題是：為何自然界基本常數(shù)就像是為我們特別設(shè)計好的一樣,？據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)報道，這些基本常數(shù)之一的“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”,，現(xiàn)在被科學(xué)家以確鑿的證據(jù)表明其實為變數(shù),。假如結(jié)果得到*,，那么物理學(xué)家必然要重新思考許多他們所珍視的物理定律,，甚至包括曾備受推崇的愛因斯坦的核心理論。
電子和質(zhì)子之間的結(jié)合力,，又被稱為“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”,。有科學(xué)家們早就懷疑該常數(shù)可能從古至今不斷在變化，為生命而調(diào)整,。因為100億年以前的這種結(jié)合力要比如今的要弱20萬倍,。
然而，用時空的幾何性質(zhì)來描述引力現(xiàn)象的廣義相對論卻不允許“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”隨時間改變——包括廣義相對論在內(nèi)的一切幾何化引力理論,，其基礎(chǔ)是等效原理,，它要求任何在引力場中做自由落體的局域參照系中所做的非引力實驗都有*相同的結(jié)果，而與實驗進(jìn)行的時間,、地點無關(guān),。這是科學(xué)家們對“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”發(fā)生明顯變化仍持不同看法的原因。
日前,，澳大利亞新南威爾士大學(xué)物理學(xué)家約翰·韋布和同事在一篇論文中指出,，“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”確實在變。他們運用位于夏威夷莫納克亞山,、面向北方的凱克望遠(yuǎn)鏡,，以及位于智利、面向南方的甚大望遠(yuǎn)鏡,，共觀測了超過100個類星體,，選擇類星體的共同特點是：極其遙遠(yuǎn)，極其明亮,，且內(nèi)部中心都有一個大質(zhì)量黑洞提供能量,。
在類星體的光到達(dá)地球途中，會穿過氣體云中的原子并被原子有所吸收,，如果“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”有任何改動,，那么不同距離上氣體云中的原子會吸收波長略有差異的光。而綜合了這兩臺望遠(yuǎn)鏡對相反方向觀測而得的光譜數(shù)據(jù)后,，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”的空間依賴性：其在一個方向上（北方）,，會隨時間而略微變?nèi)酰欢瑫r在了另一個方向上（南方）則略微變強(qiáng),。
這一研究帶來的直接影響,，就是違反了物理定律在宇宙中“放之四海而皆準(zhǔn)”的常規(guī)認(rèn)識,，廣義相對論也必然要進(jìn)行修正，因為它的核心——等效原理被打翻了,。而愛因斯坦曾以此建立出有限的宇宙模型,，它的打破意味著，宇宙可能遠(yuǎn)比目前所想要大得多,，甚至無極限,。
美國麻省理工學(xué)院的宇宙學(xué)家馬科思·泰格馬克評論說，如果結(jié)果得到*,，那必將是轟動性的,。但他個人表示懷疑，因為對這種觸及到物理學(xué)zui根本的發(fā)現(xiàn),，往往需要更多證據(jù)加以充實,。
“精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)”實為變數(shù)