物理定律可能全宇宙不一樣?

2020-10-03 火星四號

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。我們以前做天體物理研究,大概總有一個基本假設,就是宇宙當中處處的物理定律應該都是一樣的。比方說萬有引力常數G在地球上是六點六七乘以十的負十一次方,則我們假設全宇宙的萬有引力常數都應該是這麼大,我們又沒有辦法真的跑到幾十億光年以外真的去測量一下,並且在小尺度上,比方太陽系這點大小這些常數真是看不出什麼差別。


於是呢我們就假設全宇宙的這些個常數都一樣,這是我們的一個基本假設。但是基本假設這種東西無法證明,只能證偽。這次這個澳洲團隊就是用實驗測量告訴你,全宇宙的物理定律可能是不一樣的。他觀察了一個叫J么么二零加零六四么的類星體,通過觀察它的紅移和光譜而推算出來它的精緻結構常數跟地球上的有差別。
什麼是精緻結構常數呢?簡單理解,它是連接量子力學和電磁學的一個常數,它等於E的平方除以四派apec no0,H8C這個E是元電荷的數量,這個apec no0呢是真空介電常數,H8呢是約化普朗克常數,普朗克常數的是六點六四乘以十的負三十四次方,C是光速,差不多是三乘以十的八次方。


這個數字在地球上,現在你得強調了,是在地球上,不是全宇宙,在地球上大概是一百三十七分之一,它的大小基本上是電磁力比較強,相互作用力的大小。這個常數是個非常基本的常數,如果它隨著空間位置的變化而變化的話那就說明裡面這些個更基本的常數,什麼光速啊、元電荷啊,普朗克常數啊,有可能都是在變化的。
這個就厲害了,我們有很多新的理論就可以做了。要知道有很多主流的理論都是把全宇宙的常數都是一樣的,雖然沒有驗證過,否則你就不好算了,這個實驗可能讓做理論的都可以忙起來了。為啥呢?因為既然連物理常數的變化,那就可以做場論了。


所謂的場論就是隨時空變化的函數,這次的測量結果說的是精緻結構常數隨空間位置有變化,所以時間其實還是沒有變化的。這樣看來能量守恆還是比較安全的。所以呢很多不太主流的理論可能就要地位提升了,因為確實有過很多理論討論過,如果像G、C、R、H、R這樣的常數不是常數,應該怎麼辦?
這次這個成果說這個可信度達到了九個sigma,一般三個SK就很可信了。九個sigma的話就要看學術界怎麼討論了,如果被驗證的話這個論文應該是一個諾貝爾獎級的一個重要的論文。總之非常非常的炸裂,他可能顛覆了我們幾百年以來對物理定律的一些固有認知。

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