精細結構常數或隨空間變化

常數，就是在任何情況下都穩定不變的數值。發現任何物理常數的變化，都可能對基本物理理論帶來巨大的影響。一份新研究發現，宇宙精細結構常數或隨空間變化，但不隨時間變化。

基本常數是構成現代物理理論的重要基石。它們不是從任何理論推導得出，是通過測量得到，並代入公式構建各種理論。因此這些常數如果哪怕只是發生任何一點點變化，都可能對物理認知形成很大的挑戰，正如人們所說的失之毫釐，差之千里。

精細結構常數是科學家們驗證的熱點。因為，精細結構常數與光速、電子所帶的電荷、普朗克常數和電容率四個常數相關。只要其中任何一個常數出現偏差，都會影響到精細結構常數的結果。除非，這些基礎常數出現的偏差出現互補的情況，可是這樣的可能性太小了。

再者，精細結構常數的測量又很方便。它部份決定著原子發光和吸收光線的特性。在天文學上和實驗室內，吸收光譜的測量都是一個很常規的技術。

因此，科學家可以把現代不同類別的原子做比較、把遠古時期宇宙的原子類型做比較，也可以把位於宇宙大範圍空間內不同方位的原子進行比較，還可以測量大量不同的原子，得到更精確的統計數據。

研究人員基本的思路是，找到一個來自遠方、較亮的光源，尋找其中被星雲擋住和吸收的光譜。多普勒頻移效應根據星雲的距離，改變被原子吸收後光線的顏色。因此根據星雲的不同距離、星雲內原子類型，一個光源就能進行多個測量。

這份4月底發表在《科學進展》（Science Advances）上的新研究，研究人員利用一個來自宇宙誕生後僅7.5億年的時候形成的類星體光源進行分析。在這個類星體和地球之間，研究人員發現了從宇宙大爆炸後約10億年的時候開始出現的三個星雲。

研究人員得到了320個測量結果，時間跨度從宇宙誕生後10億年至120億年間，發現精細結構常數並無不同。

可是，他們發現精細結構常數在不同的宇宙方位存在差異，這與近年來其他幾份研究所發現的結果一致。

發現基本常數的變化是將產生很大影響的結論，因此科學家很謹慎認可這樣的結論。需要提到的是，最新這份研究中的某些研究人員，也參與了其他幾份研究。當然這沒有問題，只是學者們將留意由相同研究人員帶來偏見的可能性。

現在，對這個問題感興趣的科學家們，正寄希望用更先進的設備進行更準確的測量，比如2019年剛啟用的——巖質系外行星與穩定光譜觀測階梯光柵攝譜儀（ESPRESSO），就是一個絕佳的新設備。◇

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