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  • 1 # 趣味說

    我們目前所理解的物理學的基本定律,依賴於大約25個引數,例如普朗克常數h,引力常數G,以及電子的質量和電荷。那我們自然會有疑問,這些引數是否真的是常量,或者它們在空間或時間上是否存在變化?

    狄拉克的大數假設激發了人們對這個問題的興趣。所討論的“大數”是兩個電子之間的電場和引力之比,約為10^40;沒有明確的解釋為什麼在物理學中會出現這麼大的數字。狄拉克指出,這個數字和以原子尺度為單位的宇宙半徑相同,他在1937提出,如果基本常數--特別是引力常數G,會隨著宇宙的老化而變化,就可以理解這個巧合。這樣,電磁和引力相互作用的比例就會很大,原因很簡單,因為宇宙是古老的。這種變化超出了普通廣義相對論的範疇,但可以透過對理論進行相當簡單的修正而加以合併。其他的模型,包括Brans-Dicke引力理論和某些版本的超弦理論,也預測了不同的物理“常數”。

    過去幾十年來,人們對基本“常數”變化的證據進行了廣泛搜尋。所使用的方法包括遠距離恆星光譜的天體物理觀測、行星半徑和轉動慣量變化的搜尋、軌道演變的研究、微弱恆星異常亮度的搜尋、放射性核素丰度比的研究以及變數直接實驗室測量。

    一個有效方法是研究“奧克勞現象(Oklo Phenomenon)”。加彭鈾礦床,是一個在18億年前形成的一個天然核反應堆,其裂變產物的同位素組成允許詳細研究核相互作用中可能發生的變化。

    另一個方法是研究遙遠類星體的來自不同型別原子躍遷譜線比率。由此產生的頻率對電子電荷和質量、光的速度和普朗克常數有不同的依賴性,可以用這些引數與在地球上的現值進行比較。

    到目前為止,這些調查都沒有發現基本“常數”變化的證據。因此,以我們目前的觀察能力,基本常數是不變的。

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