質子-電子品質比在改變？

2006年，來自荷蘭自由大學的物理學家Wim Ubachs對比了兩份由氫分子激發出的光波波長。

一份來自實驗室通過遠紫外鐳射束照射氫氣使其激發出特地的光波。

一份則來自位於智利的歐洲南方天文臺測的一團遙遠類星體附近的氫雲在吸收了來自120億年前的光所激發的光波。

他們通過仔細對比後驚訝地發現：自宇宙初期(120億年前,目前認為宇宙年齡137億年）以來，質子與電子的品質比已經下降了5×10^-4，也即該品質比在過去的120億年中減少了0.002%。

別看這種字面上的數字看似很小，但是放在質子身上已經足夠顯著！最致命地是，如果將這種改變放在近乎無限大的巨集觀宇宙世界，那麼宇宙世界將可能引來“巨震”。

於是，當這篇文章於06年剛刊登在《物理評論快報》不久，全世界的科學家為此擔心不已！因為此前的所有相關測量資料都是建立在質子-電子比為恆量的基礎之上的。

如果這個恆量不再“永恆”，那自然建立在它上面的結論將不再可信！很多科學家都為此憂心忡忡！

當然，在科學的世界裡從來就很難有完全一致的時候，也有一批科學家們並不認為這就需要我們將整個物理學大廈重新推倒重建，他們認為，即使質子品質再變小，至多無非是在現有的基礎之上進行“微調”。

而在最新的研究中，來自澳洲溫伯爾尼大學的Michael Murphy拷貝了Ubachs的方法。

只不過在方法中，氫氣雲變成了更加敏感的氨氣雲，120億年前變成了60億年前。

他們通過對比實驗室鐳射照射氨氣雲激發的光波和60億年前發出的光照射下的天體周圍的氨氣雲光波。

相比Ubachs的結果，Murphy在光譜吸收的部分可以找到更加可信明顯的“指紋”特徵。氨分子需敏感地依賴於氨分子中質子和電子的品質比，故“指紋特徵”可高品質地證明質子-電子品質比的情況。

但是，不同於Ubachs的結果，Murphy並沒有發現質子-電子品質比在過去的60億年發生了任何顯著變化。

此外，Murphy特地強調，他們此次得到的結果要比2006年Ubachs試驗時對分子進行約束固定時的約束條件要好上10倍，而且氨分子吸收的輻射波長對質子-電子比的依賴性更強。

也就是說，最新的研究資料在測得質子電子品質比的資料可靠性上要更加優越。

對於這種情況，Ubachs不僅沒有表達出不贊同。他也認為Murphy的資料是非常準確可靠的，但是他認為Murphy的結果並不能否認質子-電子比在120億年前時發生了改變。

基於此，他又一個更加協調式地表達：120億年前至60億年前，質子-電子品質比發生了變化，而60億年前至今卻保持不變！

當然，現在這方面的研究還很少，單憑Ubachs和Murphy的結果還不能完全說明質子品質是否真的在改變。還有待於更多的試驗資料的支援。

但是，如果質子品質真的在減小呢？是否它在昭示著大自然的“邪惡本性”？ta正在以某種我們無法理解的方式從宇宙中偷著了這部分品質呢？

但是，從愛因斯坦提出質能方程E=mc^2之後

人們就認識到品質和能量之間其實是等價的，品質可以轉變成能量，自然能量理論上也可以轉換的品質。

對於前者的理解，人類已經在原子彈的爆炸中看到了證據，而對能量是如何轉變成品質的可能直到類似弦論等理論的提出才可以真正理解。

在上世紀初，人們逐漸知道了分子由原子構成，原子又由原子核、電子構成，而原子核又由質子和中子構成。

那時人們認為質子是粒子的最基本單位，無法再進行分割了。但是，當人們在實驗室裡用電子去轟擊質子時意外地發現一些電子的“矛盾”行為時，人們才驚訝地發現質子內部也是空的。

那麼質子又是由什麼構成呢？

在這一問題引導下。

1963年，基於已有的研究結果和數學推導，蓋爾曼證明質子並不是最小粒子單位，質子內部由3種微觀粒子組成。

而對這3種微觀粒子的命名上，蓋爾曼將其它們聯想到一本小說的一種鳥的三聲叫聲（quark）。

於是，夸克如此得名！

但是，後來的試驗資料卻表明，宇宙中至少有6種夸克，而質子中的夸克品質總和滿打滿算也只不過佔質子最品質的5%。

那麼，剩餘的95%的品質跑哪去了呢？

這個問題曾經就這樣一直困擾著科學家。

於是，膠子這種新生事物得以出現在人們試驗中。

何為膠子？科學家們當時給它取這個名很隨意，就是一種像膠水一樣將質子和中子黏在一起的粒子。

當然，我們現在知道，質子中存在帶電夸克和這種中性的膠子，但是膠子的品質也為0啊。

如果5%品質的夸克加上品質為0的膠子，還是5%的品質啊。那質子那95%的品質到底來自於何處。

直到近年來，人們通過計算機強大的運算能力，才發現質子這95%的品質竟然來自於夸克和膠子的相互作用和各自的運動。而無論是夸克和膠子的相互作用還是各自的運動，這只不過是一種能量形式。

關於質子品質改變的解釋

質子品質的來源雖然可以有所解釋，但是在人們的日常科學計算中，質子品質卻被當作一種常量在被使用。

而2006年，當第一次有人對質子品質的這種牢不可破的觀念提出挑戰時，自然不免使得相當不一部分人目瞪口呆。

雖然Murphy的結果在某種程度上緩解了人們對這種現象的擔憂。

但是，這種擔憂在人們心裡生根發芽了。

如果真如Ubachs所認為的那樣：120億年前至60億年前，質子的品質發生了改變，而60億年前至今，質子品質卻在保持不變，那麼為何在兩個60億年裡質子選擇了兩種截然不同的行為呢？

帶著這些困惑，人們做了兩方面的準備！

一方面期待更多可靠的試驗資料出來，一方面著手去準備解釋這種現象。

也就是說，

如果質子的品質在宇宙中不會變，那自然人們可以緩和自己內心的恐慌，因為至少我們不用擔心由它引起的物理世界的混亂。

如果質子的品質確實在變小或在改變，那麼質子的這種行為將可能瓦解實物粒子。

而為何會這樣呢？

有一部分人將其與”暗物質”掛鉤！

我們知道，我們的宇宙大約90%的品質都是由暗物質所構成的，這種無法觀測的品質正在導致宇宙以超光速的速度進行膨脹。

而宇宙無限膨脹下去的結果，就是宇宙的品質密度將會越來越稀薄，按照品質和能量等價原理，那麼宇宙的能量密度也在降低。

有人據此推測，現在的宇宙的能量(品質)將會以光子的形式被暗物質所“攝取”，也就是說粒子品質在萬有引力的牽引下一步步轉變成光子，最終粒子將土崩瓦解。

而質子品質減少正是這種“行為”的產物！

也就是說，我們宇宙的宿命，可能最後只會剩下光子，任何實物粒子都將無法倖免！

隨著人們對微觀粒子的不斷研究，人們漸漸看到了宇宙的面貌。也似乎從質子品質的微動中，窺測出宇宙的未來。

雖然，質子的品質到底會不會變還有待進一步證據的支援。但是，這並不妨礙人類去試圖用各種方式來揣測大自然的意圖。

最後以牛頓的名言結束這篇文章：

我不知道世上的人對我怎樣評價。我卻這樣認為：我好像是在海濱上玩耍的孩子，時而拾到幾塊瑩潔的石子，時而拾到幾片美麗的貝殼併為之歡欣。那浩瀚的真理的海洋仍展現在面前。

大千世界，精彩不斷，切勿一人獨行！