137.035999206,宇宙的密碼?科學家發現宇宙中最魔幻的數


137.035999206,這是什么數字,看起來沒什么特殊的啊?

那你可能就看走眼了,這是科學家們最新測出的一個和宇宙萬事萬物息息相關的魔幻數字,這個數字是宇宙之所以成為宇宙,人類之所以成為人類的關鍵,如果稍有差池,這個世界可能就不存在了,

精細結構常數

這個數字確實平淡無奇,但它的倒數1/137.035999206(11,這兩位數還不確定)卻赫赫有名,叫做精細結構常數,是決定我們這個宇宙基本性質和規律的數值,精細結構常數是一個無量綱量,被定義為電子電荷的平方除以2倍真空電容率、普朗克常數、真空中光速的乘積,約等于1/137,也就是說它和宇宙中幾個最基本的常數都有關,是基本中的基本,在有神論者看來,這恐怕就是上帝為這個宇宙設定的基本數值了。


精細結構常數究竟是什么,曾經有過很多猜測,目前它被認為是電磁相互作用中電荷之間耦合強度的度量,簡單說,它就是電磁相互作用的強度,實際代表著電子吸收光子的概率,

精細結構常數之所以重要,是因為它大一點或小一點,電子離原子核的距離都會發生改變,從而導致整個宇宙面目全非。比如精細結構常數再小一點,所有原子都會變得更大,你也會變得更“胖”了;再大一點,電子就在原子核周圍收縮得更緊,你就會縮小一圈,當然, 如果真的有什么力量導致精細結構常數改變了,對整個宇宙的影響遠遠不是這么簡單,比如它改變的幅度超過4%的話,恒星中的聚變反應就不會產生碳了;超過10%,恒星就沒法進行核融合,宇宙會是什么樣子呢?


科學家夢寐以求的魔幻數字137

精細結構常數無法從第一性原理出發推導出來,其大小為什么約等于1/137至今尚未得到滿意的答案。近幾十年來很多科學家通過各種各樣的方法,試圖推導出精細結構常數的數值,但迄今仍未得到令人信服的結果,因而137被認為是宇宙中最魔幻的數字,

著名物理學家沃爾夫岡泡利窮其一生都在研究這個數字,甚至開玩笑說,他死后要問魔鬼的第一個問題就是精細結構常數是什么意思?如果上帝允許他問他想問的任何一個問題,他一定要問:(精細結構常數)為什么是1/137?泡利去世的時候,他的病房正好是蘇黎世紅十字醫院的137號病房,不知道是不是上帝滿足了他的要求?


幾十年來,科學家們通過各種實驗,將精細結構常數的值測得越來越精確。

2014年,科學技術數據委員會的推薦值是:1/137.035999139(31)

2018年該會的推薦值是:1/137.035999084(21)

而最近,法國巴黎Kastler Brossel實驗室的科學家SadaGuellati-Khélifa領導的四位物理學家團隊,利用物質波干涉測量技術,將一束激光對準過冷的銣原子,使它們在吸收和發射光子的同時反沖。通過測量反沖的動能,科學家們推斷出原子的質量,然后用它來計算電子的質量,最終通過光譜得到的電子質量和氫原子的結合能,獲得了精細結構常數更精確的數值: 1/137.035999206(11),


精確測量精細結構常數意義重大

由于科學家們并不知道精細結構常數意味著什么,而有不少科學家認為該常數可能并不是常數,而是隨著時間在改變,比如今年4月24日新南威爾士大學部雪梨分校科學家發表在《科學進展》上的研究,科學家們在對距地球約 130 億光年的一個類星體進行四次觀測后,注意到精細結構常數中的異常現象,發現在宇宙某個特定方向上測得的電磁力似乎有細微的不同。科學家們因而宣布,“我們發現了一個線索,在宇宙的某些區域,精細結構常數的數值是不同的” ,

這意味著什么不言而喻,有一天你到某個宇宙區域去旅行,你可能會吃驚地發現,自己的身體怎么變大或縮小一號了?最為可怕的是,宇宙中會不會存在一些區域,你到哪兒去的時候,精細結構常數就讓你身上的電子直接栽進原子核,或者干脆就脫離軌道,不知飛到哪旮旯去了呢?當然這還不是最壞的結果,最壞的結果是,如果這樣的話,整個物理學可能就不存在了,需要另起爐灶,重新開始。


所以對精細結構常數的精確測量具有極為重要的意義,可以為標準模型提供新的物理學證據,幫助做出更準確的預測,并開辟新的路徑和粒子,因為物理學家們仍然沒有完全理解暗物質、暗能量以及物質和反物質之間的差異,他們希望用事實來調和他們的科學。

137.035999206(11)的倒數,宇宙中最魔幻最重要的數字,說不定就是上帝設定的宇宙密碼,你記住了嗎?

這項研究發表在12月2日《自然》雜志上。

論文:

Nature:Determination of the fine-structure constant with an accuracy of 81 parts per trillion

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