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物理学基本常数并不恒定吗?

科普小知识2022-07-11 18:49:13
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早在十年前,澳大利亚天文学家约翰·韦伯的研究成果就已经让物理学家感到困惑。当他在夏威夷用凯克望远镜观察类星体时,他发现类星体发出的光穿过含有镁和铁的气体云时,其吸收线波长是异常的。如果精细结构常数发生变化,这种异常现象可以得到充分解释。精细结构常数是物理学的基本常数,其值约为1/137,而韦伯的工作表明,数十亿年前,它的值比现在小百万分之一。大多数物理学家不相信这个结果,但是没有人能在韦伯的工作中发现任何缺陷。为了检查凯克望远镜本身是否有任何问题,韦伯和他的博士生朱利安·金在智利用超大型望远镜(VLT)进行了观察。结果也出乎意料。这一次精细结构常数仍与标准值不一致,但稍大一些。换句话说,精细结构常数是宇宙一个方向的一个值和另一个方向的另一个值。然而,精细结构常数的变化将打破洛伦兹对称性,使得物理定律本身随空间而变化。所有这一切将使精心构建的宇宙历史崩溃。洛伦兹对称性的破坏可能会使早已消失的“以太”复活。此外,精细结构常数增加的方向可以被视为宇宙的一个轴,这可以与表明宇宙不是各向同性的其他轴相比较,例如大量星系异常运动的方向。同样,如果精细结构常数确实在变化,天文观测应该能够发现其他物理常数也在变化。其他人正在设计实验,并试图在实验室中发现这些变化。大多数物理学家仍然认为这些努力是徒劳的,但是他们没有令人信服的证据来推翻韦伯的结果。至于这是否意味着物理学的新革命,需要更多的证据来支持。