新發現:物理定律無法覆蓋全宇宙,「二向箔」有希望了嗎?

2020-12-05 酋知魚

我們可能聽說過在科幻小說《三體》中最厲害的武器是由頂級文明開發的,以控制物理定律進行打擊的,比如最著名的「二向箔」,將愚蠢人類的太陽系拍成了一幅畫。

這些科幻的概念有可能成真嗎?就最近的一項發現來看,還真的有可能:澳大利亞南威爾斯大學的研究人員已成功對一個距地球約130 億光年的類星體進行了四次觀測,認為精細結構常數的數值已較此前發生了變化。

什麼是精細結構常數?

很簡單的一個式子

e是一個電子所帶的電量,通常被認為是電荷的最小單位c是光速,30萬千米每秒,是已知宇宙的速度上限h是普朗克常量,這是決定了單個光子能量大小的標尺精細結構常數α是什麼意義?

它第一次出現在人們視野中的時間是20世紀初,當物理學家對氫原子的光譜進行研究時,認識到這些分布不均的光線條或許與電子的軌道有關,大名鼎鼎的尼爾斯·玻爾(Niels Bohr)提出了第一個最接近真相的氫原子軌道模型。

電子有固定的軌道,當在不同軌道間跳躍時就會釋放不同能量大小的光子,光子的能量決定了其頻率,所以氫原子所能放出光的顏色也是固定的,這就是所謂的光譜

但後來出現了一些問題,更精確的測量顯示氫的光譜與模型預測的光譜存在細微的差距,不過很快就被另一位物理學家阿諾德·索末斐(Arnold Sommerfeld)給完善了,他將玻爾的模型進行了微調,最終幾乎完美地在數學上解決了氫的光譜解釋問題。

因為這是在玻爾的基礎上發現的更細小的結構差別,所以這一現象被稱為「原子光譜的精細結構」,而索末斐發現每兩個精細軌道間的能級差正比於某個常數的平方,這個常數最終解出來的結果就是α,所以這個常數就被稱為「精細結構常數」

在當時索末斐並沒有意識到這個常數更深刻的意義,而隨著研究的深入物理學家們發現它其實表徵的意義為「電磁相互作用的強度」,即所有帶電粒子相互作用的強度關係。

也就是說,這個常數定義了原子該是什麼樣,原子之間的作用力該是什麼樣。考慮到我們生活的宏觀世界只有電磁力與引力兩種力,細分起來我們所研究的99.9%的力都是電磁力,所以完全可以這麼說:精細結構常數決定了我們世界是什麼樣的!

精細結構常數α不一致會怎麼樣?

而這一次物理學家發現的問題可就不得了了,如果此觀測本身沒有技術上的錯誤,也就意味著130億光年外的物理規律與我們不一樣,用比較專業說法叫宇宙不具備「各向同性」

在過去我們認識中的宇宙是單純且美妙的,但隨著物理學的不斷進步這些直覺統統被打碎,比如最著名的個是絕對時間的覆滅。想像一下在未來你有一位親人移民到了火星,在中秋佳節思念他時也一定會這麼想:「此刻的他在做什麼呢?」但事實是你與這位親人有足足5分鐘的永恆距離,就算是思念也要5分鐘才能抵達,你和他沒有共同的「此刻」。

而至少在目前我們對世界的研究中,這個宇宙還是比較靠譜的,所以我們會認為宇宙具備「各向同性」,即我們在地球上用的所有公式,在火星上、三體星上甚至是其它星系也同樣適用

但沒有人給我們打包票,只是迄今為止從來沒有發現過反例而已,因為天文學家所能觀測到的最遠恆星的光譜都與理論一致,才給了我們這樣的自信。如果這一次的實錘為真的話,那麼處處合理的宇宙可能又要遭到一次顛覆。

大顛覆就要來了?

那現在是不是就可以說物理學新大陸的旗幟已經從地平線上露出來了呢?並沒有,說實話就我個人來看或許還沒有那麼樂觀。當年類星體在被觀測到時呈現出了不可思議的譜線,一時間眾說紛紜——難道宇宙中存在我們無法理解的元素?

當然奇蹟並沒有發生,我們現在知道只是因為這些天體距離我們太遠了,在宇宙膨脹的作用下發生了超出多數人想像力的紅移而已,其實本質上還是那幾個我們熟悉的老朋友。

這一次的新觀測結果恐怕依然難免落入俗套,或許是某個被實驗團隊忽視的影響,又或許是某種並非在理解之外只是還沒有注意到的物理現象,我們的世界就總是那麼單調且枯燥,真正的突破只屬於極少數觸摸真理大門之人,多數人摸到的只是一個命運的玩笑。

我是酋知魚,一條好久不怎麼寫文章的科學作者,歡迎關注!

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  • 三體中的二向箔在現實中有可能存在嗎?
    在三體的宇宙世界中,二向箔是超級文明採用宇宙物理定律作為武器,對相對低等文明進行降維打擊的手段,它可以把三維的世界變成二維的。那麼基於人類目前所認識到的物理定律來分析這個」二向箔「在現實中到底有沒有可能被創造出來呢?首先,這其中涉及到很多有趣的物理概念。
  • 物理定律可能全宇宙不一樣?
    我剛剛看到一篇特別炸裂的天體物理論文,這個實在是太炸裂了。澳大利亞的一個團隊,通過直接測量,記住是直接測量測出來一百三十八億光年以外的精緻結構常數居然跟地球上是不大一樣的。什麼意思呢?簡單來說就是我們這個宇宙當中的物理定律並非處處相同。哎這個腦洞也太大了。
  • 解讀《三體》:二向箔說明手冊——二向箔的原理你懂麼?
    今天小編要帶領大家認識一下小編珍藏多年的神器——傳說中的二向箔。先介紹下二向箔的特點:1.體積小。看,只有小編的銀行卡那麼大,好吧,稍微比銀行卡大一點點,小編悄悄扔一個二向箔在你身上你是察覺不到的,要是小編扔到月球上你更是看不到。
  • 如果復仇者聯盟的英雄們遇到二向箔,誰能解救人類?
    在《三體》中,二向箔的存在主要是星際戰爭中極為基礎的一種毀滅性武器,基本是靠降低其他生物生存的空間的維度來達到目的。那麼,當復聯中的英雄遇到二向箔的時候,他們是否有能力抵抗二向箔的力量呢?而二向箔主要的功能是可以將三維空間坍塌成二維的平面,而我們都知道,平面是不存在體積這一說法的,並且二向箔的降維過程是不可逆的,所以二向箔的存在對於人類世界而言是一個毀滅性的打擊,比起復聯電影中帶有無限手套的滅霸,那危險程度大的不是一點兩點,畢竟滅霸只是毀了人類,而二向箔可以直接使得地球不再存在。
  • 三體向地球發射二向箔,如果有人再扔一個「三向箔」我們會怎麼樣
    第一個問題:升維在技術上可行嗎?當然可行!嚴格來說二向箔或者其他的降維武器本身只是一片(或者一塊),比現實宇宙維度更低的空間,通過高維必然向低維跌落的宇宙規律,引起整個宇宙維度的崩塌。以歌者為例,歌者的二向箔在發動之前始終被一層封裝力場包裹著。既然歌者文明能夠在三維空間中製造出一片二維空間,還能通過封裝力場暫時禁錮住這片二維空間,就一定有能力將整個過程逆轉。
  • 二向箔毀滅宇宙的速度有宇宙膨脹的速度快嗎?
    這是一些同學提出的一個類似科學卻不科學的問題,既然有很多人糾結於這種問題,我們就來討論一下,解解這些人的心結。這是科幻與科學相互不搭的兩個問題,宇宙膨脹是科學探測的結果,二向箔是劉慈欣科幻小說中的描述,這兩者不是一碼事。一定要把科幻的問題糅合進科學裡面來解釋,是很難精準地說通的。
  • 《三體》中若沒有智子人類會戰勝三體人嗎?二向箔降維打擊怎麼破
    ……現實中地球科學被鎖死了嗎 事實當然並非如此,目前高能物理研究的瓶頸是粒子加速器的能級太低了,理論發展得太快,遠超實驗科技能做的,因此目前的情況是有理論卻無法驗證。但這並非如《三體》裡的未知因素造成的,而是完全在人類的計算當中。
  • 有什麼黑科技能夠對付「二向箔」?
    什麼黑科技可以對付「二向箔」?「二向箔」是經典科幻小說《三體》中歌者文明用來清理位於結構複雜的多行星恆星系統裡的幼小文明的,這種武器非常狠毒,它是一種宇宙規律武器,法則武器,可以說是武器的至高境界了,一經發動不可停止,並且破壞速度達到光速,非常可怕,想要說明這個武器為什麼有這麼大的威力,還得從「維度」說起,如果不是科學家發明出「維度」這個概念,大劉也不會想像出「二向箔」這個武器了
  • 《三體》中歌者到處亂扔二向箔, 大神級文明為什麼不阻止他?
    就像我們人類一樣,我們會關心兩群螞蟻因一個飯糰而發生的戰爭嗎?沒法管,不想管,沒必要管,也不屑於管!  再說歌者,歌者高調嗎?歌者一點也不高調,甚至連使用二向箔都要請示一下長老,甚至還提醒長老是不是要克制一下,這樣的歌者能算高調使用二向箔的文明嗎?這簡直就是黑暗森林中的三好學生,連打架都要考慮一下給對方造成的傷害。
  • 歌者文明與二向箔(下)
    ,也就是用這個立場去從二向箔並且讓二向箔在立場不舒服的情況下釋放出來。詳情就看死神永生他死線的解釋這裡就不過多說了此線它標誌著磷光素區域的範圍這就是神級文明為什麼不在乎二向箔的原因,因為只要發現有投向他們的二向箔!你說歌者文明扔了個二向箔結果不小心扔到神級文明了,但是各種文明不知道神級文明的存在,神奇文明用一個死線把二向箔接入,結果二向箔就發揮不了它的作用,那麼就這麼一個情況,就算已經展開三維吞噬的一個二向箔!
  • 《紅海行動》:二向箔收割的眾生們...
    他在遼遠的宇宙中,哼著輕輕的歌謠,定時監控下系統,發現那些【低級】【萌芽期】的初級文明,比如地球。每發現一個,就消除一個。消除的方法也很簡單,丟出一片「二向箔」,就會把「三維世界」的「地球文明」,坍塌成一維世界:地球上的人,地球上的生物,地球上的建築,地球上的一切,都被壓縮為一條扁的線。
  • 二向箔只是一般武器:「歌者」倉庫裡都有些什麼?(上)
    母世界的恐怖就在於他們「一刀99級」的秒神裝備——這是整個太陽系和三體星系都無法企及的。那麼今天小編就來跟大家探討一下母世界一個「小種子」上的清理員「歌者」的倉庫裡到底有神馬「神裝」?首先是根據原著整理的已知裝備:1.
  • 網際網路二向箔之戰
    產品與產品的競爭,勝負往往就在於一個小小的二向箔上。 《三體》裡的描述是,宇宙在黑暗森林的狀態下,高維文明向次級文明發射了一支二向箔,整個三維世界便被同化為二維,世界毀滅,生命體消失。「二向箔」所代表的,是上一級文明對科技的理解,以及戰爭精華的濃縮。
  • 了不起的二向箔
    什麼是二向箔呢?二向箔其實是一個小說虛構的東西。簡單地說,它可以把三維的物體變為二維,但實際情況卻又不是如此簡單。二向箔長什麼樣?二向箔只有一張撲克牌的大小,它自身發出淡淡的光和引力波,但不反射和吸收任何光,所以在人類視野中是透明的,而且人們的飛船可以穿過它,他就像懸浮在宇宙中的一個幽靈一般。
  • 科學發現《三體》中的二向箔可能存在,或許整個宇宙都是二維的?
    要問小編《三體》系列裡面哪一幕最讓人印象深刻,小編首推太陽系二維化,因為小編認為大劉老師的天才構思裡最奇葩的腦洞就是二向箔了。結合《三體》中的神器「二向箔」來看,首先二向箔拆除引力封裝後就變成沒有厚度透明的二維物體,跟三維空間完全不發生作用,三維物體可以自由地穿過它——還記得《三體》中丁儀的得意門生白Ice是怎麼研究二向箔的麼?因為二向箔在宇宙中絕對坐標定位,跟三維空間不發生作用,根本帶不走,於是他們就把飛船開過去讓飛船穿過它,把它相對定位在飛船的試驗臺上。
  • 《三體》中的二向箔怎麼用?來,小編手把手教你使用二向箔
    用於戰爭的二向箔所打擊的對象至少都是恆星級別以上的目標,「母世界系」所用的二向箔分小號、中號和大號,小號可以打擊一整個太陽系,大號可以滅掉銀河系,正因為太兇猛,大號已經停用了——所以,「母世界系」用得最多的還是小號的二向箔,只有一張信用卡大小。除了軍用的二向箔之外,還有一種實驗級別的二向箔。
  • 三體中,歌者文明為什麼那麼輕易就使用二向箔?原來另有隱情!
    要光速才能逃離二向箔,以及二向箔的危害,書裡好像都有提過。歌者還是誰,在用之前還疑惑說,以前不是不給用嗎?回答說,現在大家都在用。有點破罐破摔的味道。擴散速度/跌落速度/逃逸速度是不同的概念呀,擴散速度可以是光速,但是跌落速度可以距離越遠越慢,逃逸速度也沒有指定距離二向箔的距離,完全可能是二向箔表面的逃逸速度。
  • 小說《三體》中,毀滅太陽系的二向箔真的是歌者文明發出的嗎?
    小說《三體》中,毀滅太陽系的二向箔真的是歌者文明發出的嗎?《三體》小說中提到的發出「二向箔」的文明,劉慈欣把他命名為歌者,被讀者稱為「歌者文明」,甚至在書中還有這位歌者吟唱的童謠,令這一項毀滅的舉動都變得壯麗迷人了起來。
  • 在劉慈欣的《三體》中,毀滅太陽系的那塊二向箔,不是歌者扔的!
    前幾天寫的一篇文,給大家講述了《三體》中一個很多人都沒意識到的腦洞——物體遭遇二向箔打擊後不僅僅是變成一副平面畫,最終為淪為暗物質。在這篇文章的底部,一位讀者評論說,摧毀太陽系的二向箔並不是歌者發射的。有趣!非常有趣!我趕緊翻閱了《三體》原作,仔細查了相關碎片,發現確實如此,摧毀太陽系的不是歌者。