精细结构常数或随空间变化

发布者：秋雨舞春风 2020-5-22 21:45 来自: 环球解密

常数，就是在任何情况下都稳定不变的数值。发现任何物理常数的变化，都可能对基本物理理论带来巨大的影响。一份新研究发现，宇宙精细结构常数或随空间变化，但不随时间变化。

基本常数是构成现代物理理论的重要基石。它们不是从任何理论推导得出，是通过测量得到，并代入公式构建各种理论。因此这些常数哪怕只是发生任何一点点变化，都可能对物理认知形成很大的挑战，正如人们所说的失之毫厘，差之千里。

精细结构常数是科学家们验证的热点。因为，精细结构常数与光速、电子所带的电荷、普朗克常数和电容率四个常数相关。只要其中任何一个常数出现偏差，都会影响到精细结构常数的结果。除非，这些基础常数出现的偏差出现互补的情况，可是这样的可能性太小了。

再者，精细结构常数的测量又很方便。它部分决定着原子发光和吸收光线的特性。在天文学上和实验室内，吸收光谱的测量都是一个很常规的技术。

因此，科学家可以把现代不同类别的原子做比较、把远古时期宇宙的原子类型做比较，也可以把位于宇宙大范围空间内不同方位的原子进行比较，还可以测量大量不同的原子，得到更精确的统计数据。

研究人员基本的思路是，找到一个来自远方、较亮的光源，寻找其中被星云挡住和吸收的光谱。多普勒频移效应根据星云的距离，改变被原子吸收后光线的颜色。因此根据星云的不同距离、星云内原子类型，一个光源就能进行多个测量。

这份4月底发表在《科学进展》（Science Advances）上的新研究，研究人员利用一个来自宇宙诞生后仅7.5亿年的时候形成的类星体光源进行分析。在这个类星体和地球之间，研究人员发现了从宇宙大爆炸后约十亿年的时候开始出现的三个星云。

研究人员得到了320个测量结果，时间跨度从宇宙诞生后10亿年至120亿年间，发现精细结构常数并无不同。

可是，他们发现精细结构常数在不同的宇宙方位存在差异，这与近年来其它几份研究所发现的结果一致。

发现基本常数的变化是将产生很大影响的结论，因此科学家很谨慎认可这样的结论。需要提到的是，最新这份研究中的某些研究人员，也参与了其它几份研究。当然这没有问题，只是学者们将留意由相同研究人员带来偏见的可能性。

现在，对这个问题感兴趣的科学家们，正寄希望用更先进的设备进行更准确的测量，比如2019年刚启用的──岩质系外行星与稳定光谱观测阶梯光栅摄谱仪（ESPRESSO），就是一个绝佳的新设备。