【宇宙之謎】137.035999206,上帝的號碼?科學家發現宇宙魔幻數

天空之城 2020/12/05 檢舉 我要評論

137.035999206,這是什麼數字,誰的手機號嗎?

當然不是,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位,這個數位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

這個數字似乎平淡無奇,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,約等於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麼,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, 如果真的有什麼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麼簡單,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,宇宙會是什麼樣子呢?

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,其大小為什麼約等於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,他死後要問魔鬼的第一個問題就是精細結構常數是什麼意思?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)為什麼是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,科學技術資料委員會的推薦值是: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SaïdaGuellati-Khélifa領導的四位物理學家團隊,利用物質波干涉測量技術,將一束鐳射對準過冷的銣原子,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,然後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)。

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