爱因斯坦真的错了吗?宇宙常数的小故事 _科幻新奇_万家乐国际登录地址_新mg亚游平台试玩
主页 > 科幻新奇 >爱因斯坦真的错了吗?宇宙常数的小故事

爱因斯坦真的错了吗?宇宙常数的小故事

507℃ 736评论
今(2019)年5月20日,国际单位制把各种基本单位,以普朗克常数h、光速c等物理常数取代古董原器。部分原因在于,各界普遍认为这些常数不会随环境、时间改变,比传统的公斤及公尺原器更可靠,同时也反映量子力学之于普朗克常数及相对论之于光速的概念,足足影响科学界一个世纪以上,也早就透过电子仪器进入人们的日常。

但是「常数」是怎幺来的?它们的数值为何如此?为何带有特别的单位?由伽利略(Galileo Galilei)的一句:「我们来做实验吧。」做为开端,400多年来,人们到底对这些常数有多少了解?狄拉克的大数猜想1928年,知名的物理学家狄拉克(Paul Dirac)为了推广薛丁格方程式,写下描述电子在高速运动下的相对论方程式,后人称之为狄拉克方程式(Dirac equation)。此开创性的方程式,不但让他在1933年和薛丁格(Erwin Schrödinger)一起分享诺贝尔奖的荣耀,更成为20世纪量子场论的开路先锋,影响深远。
 
1937年,狄拉克对物理常数的单位感到非常好奇与困扰,因此希望釐清常数单位的来源和背后隐藏的秘密。狄拉克发现,只要把宇宙的年龄(t~_4.3×1017秒)乘以光速,再除以古典电子半径,可以得到一个没有单位的常数,而且庞大的数值大约是1040。
 
结果暗指这些与电子运动相关的物理常数,和宇宙的年龄似乎有着不可分割的关係。因此狄拉克大胆猜测,所有带有单位的「常数」都是时间的函数,会随着时间改变。此惊人的发现被称为狄拉克大数猜想(Dirac large numbers hypothesis)。为什幺会有这样的巧合或关联,一直是物理学家非常好奇的大事。
 
物理学已知的常数,多是来自各种实验的测量结果,但科学家多半不清楚它们的来源和各个常数相互之间的关联。自从狄拉克写下大数猜想后,很多科学家在好奇心驱使下,相继找出许多类似的关係式,并引发更多人对这些常数的各种幻想。
 
在宇宙学里,哈伯常数H和宇宙常数Λ较为大众所知。其中哈伯常数是哈伯(Edwin Hubble)测量遥远星系远离地球的速度和与地球的距离变化约略成正比,而此比例被称为哈伯常数。随后的精準测量,不但确认宇宙正在膨胀,并且发现哈伯常数其实根本不是常数,而是一个会随时间而改变,不折不扣的变数。因此有的科学家改口称之哈伯参数,有的人却一时改不了口,仍旧称之哈伯常数。对此,众多的发现似乎都在呼应狄拉克的猜想:已知的常数根本不是常数,都会随时间改变。
 
有趣的是,到了20世纪末,科学家发现宇宙不但在膨胀,而且膨胀速度在大约50亿年前开始加速。科学家把加速膨胀的因素推给暗能量(dark energy),一种未知、暗黑的能量,功能类似动画电影《玩具总动员》(Toy Story)中巴斯光年的反重力装置,可以抵抗重力的吸引,让巴斯一边高喊「飞向宇宙、浩瀚无垠」,一边脱离重力的吸引,飞得无影无蹤。......

 上一篇: 下一篇: