你敢信嗎?只是把一個常數(shù)的倒數(shù)從137改成138,整個宇宙的生命都會瞬間灰飛煙滅,連渣渣都剩不下。一百多年來,全世界最聰明的物理學家都對這個數(shù)字著魔,有人追了它一輩子,走的時候都剛好和它“湊成了緣分”。這個決定人類生死的數(shù)字,就是物理學里的精細結構常數(shù)。
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精細結構常數(shù)一般用希臘字母α表示,目前測出來的數(shù)值大概就是1/137出頭。它管的事說簡單也簡單,就是決定宇宙里電磁力的強弱。換個大家能懂的說法,原子核拉著核外電子,就像主人攥著遛貓繩,這個常數(shù)就是遛貓繩的結實程度。
如果倒數(shù)真從137變成138,α本身就會變小,對應的就是全宇宙的電磁力集體變?nèi)酢W钕瓤覆蛔〉木褪墙M成萬物的基本單位原子,原子核攥不住高速亂跑的電子,原本規(guī)矩的電子軌道會直接向外膨脹,整個原子都變了樣。靠電子連接起來的化學鍵直接崩斷,整個微觀世界從根上爛掉。
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放大到宏觀世界看,這就是百分百的末日災難。你剛擰開準備喝的礦泉水,水分子會在眨眼間分解成氫氣氧氣飄走。你身體里細胞核心的DNA雙螺旋,靠著氫鍵撐著結構,氫鍵斷了之后整個DNA直接散架。用不了零點幾秒,不管是你我還是路邊的大樹,所有生命都會直接分解成一堆零散粒子。
這場災難可不會只禍害地球,整個宇宙從恒星開始全得亂套。太陽這類恒星能穩(wěn)定發(fā)光發(fā)熱,靠的就是核聚變里電磁斥力和強核力的平衡,這個平衡已經(jīng)穩(wěn)了幾十億年。精細結構常數(shù)一變,平衡直接被打破,連構成碳基生命的基礎碳元素都合不出來。
碳元素在恒星內(nèi)部合成,條件苛刻到離譜,必須剛好對上特定的共振能級才能攢出來。常數(shù)一變,共振能級直接偏移,碳元素的合成通道直接被堵死。沒有碳就沒有碳基生命,別說有能發(fā)展出文明的人類,整個宇宙找遍幾百億光年,連一根小草都長不出來。
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就是這么一個要命的數(shù)字,物理學家研究了一百多年,到現(xiàn)在都沒搞懂它為啥剛好是這個數(shù)。別說普通物理學家,頂尖的大牛都被它整瘋了。費曼當年就吐槽過這個磨人的數(shù)字,還開玩笑說所有優(yōu)秀物理學家都得把它貼在墻上,天天盯著琢磨。在費曼看來,這就像是“上帝”隨手寫下的數(shù)字,人類猜破頭也不知道為什么是它。
要說對這個數(shù)字最執(zhí)著的,那肯定是天才物理學家泡利。泡利這輩子大半時間都在死磕1/137,就想靠純理論數(shù)學推導出這個常數(shù)的來歷,結果忙活一輩子也沒出結果。晚年他重病住院,抬頭一看病房門牌號,剛好就是137。這位追了137一輩子的大師,最后就在這間病房離開了人世。
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到了科技這么發(fā)達的現(xiàn)在,我們還是沒法從理論上說出它為什么是這個數(shù),那干脆就開測,看看它到底會不會變。畢竟要是這個常數(shù)在宇宙不同地方不同時間本來就不一樣,那現(xiàn)代物理學的根基都得動搖,咱們之前所有認知都得推倒重來。為了搞清楚這件事,科學家做了人類有史以來精度最高的測量。
前幾年法國的實驗室測出來目前最高精度的數(shù)值,精確到1/137.035999206。這個精度夸張到什么程度?相當于你拿普通學生用的格尺,去量38萬公里的地月距離,測出來的誤差比一根頭發(fā)絲還小。就這科學家還不滿意,還在往更精準的方向卷。
最近維也納理工大學牽頭的量子研究團隊,搞出了新突破。他們用稀有的釷-229核鐘做實驗,這種新型量子時鐘對常數(shù)變化的靈敏度,比之前的設備高了整整6000倍。相當于拿一臺能看到宇宙邊緣的超級顯微鏡,死死盯著精細結構常數(shù),就等它露出一點波動的馬腳。截止到目前,所有觀測都顯示,這個常數(shù)穩(wěn)得一批,沒有半分偏差。
這么完美剛好的數(shù)字,不少人都會忍不住想,這不就是宇宙被精心設計過的證據(jù)嗎?是不是宇宙特意調(diào)成這個數(shù)值,就是為了生出我們?nèi)祟悾科鋵崜Q個角度想,完全不是這么回事,咱們真別太拿自己當中心。
不是宇宙為了讓人類出現(xiàn)特意把常數(shù)調(diào)到這個數(shù)值,是大爆炸之初,它剛好就穩(wěn)定在了這個數(shù)值。就是因為數(shù)值對了,恒星才能合成碳元素,原子結構才能穩(wěn)定,才給生命出現(xiàn)留了可能。又晃了幾十億年,才在地球這么一顆不起眼的行星上,演化出能琢磨這個數(shù)字的我們。整個人類,不過是冰冷物理規(guī)律在特定參數(shù)下,偶然蹦出來的一小簇火花。
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浩瀚宇宙根本不在乎我們存不存在,它只是按著自己精準的規(guī)律,一步步往前走而已。
參考資料:中國科學報 精細結構常數(shù)的測量進展,人民日報 探秘宇宙核心物理常數(shù)
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