新发现:物理定律不能覆盖整个宇宙。“双向陪衬”还有希望吗？
我们可能听说过，科幻小说《三体》中最强大的武器是由顶级文明开发的，并受到控制物理定律的攻击。例如，最著名的“双向箔片”制作了一张愚蠢的人类太阳系的图片。
这些科幻概念有可能实现吗？根据最近的一项发现，澳大利亚南威尔士大学的研究人员确实有可能四次成功地观察到一个距地球约130亿光年的类星体，并认为精细结构常数的值与前一个相比已经发生了变化。
什么是精细结构常数？一个非常简单的公式
e是电子携带的电量，通常被认为是最小的电荷单位
c是光速，每秒30万公里，这是已知宇宙的速度上限
h是普朗克常数，它是决定单个光子能量的尺度
精细结构常数α是什么意思？它最早出现在20世纪初人们的视野中。当物理学家研究氢原子的光谱时，他们意识到这些不均匀分布的射线可能与电子轨道有关。著名的尼尔斯·玻尔提出了第一个最接近事实的氢原子轨道模型。
电子有固定的轨道，当它们在不同的轨道之间跳跃时，它们会释放出不同能量大小的光子。光子的能量决定了它们的频率，所以氢原子发出的光的颜色也是固定的，这就是所谓的光谱。
然而，后来出现了一些问题。更精确的测量表明，氢的光谱和模型预测的光谱之间存在微小的差距，但很快由另一位物理学家阿诺德·索末菲德完善了这一点，他对玻尔的模型进行了微调，最终在数学上几乎完美地解决了氢光谱的解释问题。
因为这是在玻尔的基础上发现的更精细的结构差异，这种现象被称为“原子光谱的精细结构”，而索末菲发现每两个精细轨道之间的能级差异与常数的平方成正比，而这个常数的最终解是α，所以这个常数被称为“精细结构常数”
当时，索末菲没有意识到这个常数的更深层次的含义，但随着研究的深入，物理学家发现它实际上代表了“电磁相互作用的强度”的含义，即所有带电粒子之间的强度关系。
也就是说，这个常数定义了原子应该是什么，原子之间的力应该是什么。考虑到我们生活的宏观世界只有电磁力和重力两种力，而我们研究的力有99.9%是电磁力，可以说精细结构常数决定了我们的世界是什么样子！
当精细结构常数α不一致时会发生什么？这一次，物理学家发现的问题可能是巨大的。如果这个观测本身没有技术错误，这意味着130亿光年以外的物理定律与我们的不同。更专业的说法是，宇宙没有“各向同性”。
过去，我们知道的宇宙简单而奇妙，但是随着物理学的不断进步，这些直觉都被打破了，例如，最著名的是绝对时间的崩溃。想象你有一个亲戚将来移民到火星。当你在中秋节想念他的时候，你一定会这样想:“他现在在干什么？”但事实是，你和爱人之间有5分钟的永恒距离，即使你错过了，也需要5分钟才能到达，你和他之间没有共同的“时刻”。
至少在我们目前对世界的研究中，这个宇宙是可靠的，所以我们会认为宇宙具有“各向同性”，也就是说，我们在地球上使用的所有公式也适用于火星、三体恒星甚至其他星系。
但是没有人能保证我们，但是到目前为止还没有发现反例，因为天文学家能够观察到的最远恒星的光谱与理论是一致的，这给了我们这样的信心。如果这次真正的锤子是真的，那么在任何地方都合理的宇宙可能会再次被颠覆。
一场大颠覆即将来临？现在，我们能说物理新世界的旗帜已经从地平线上出现了吗？不，老实说，我个人可能不太乐观。当观测到类星体时，它们显示出难以置信的谱线。当时，有不同的观点——宇宙中有我们不能理解的元素吗？
当然，奇迹没有发生。我们现在知道这些天体离我们太远了，红移超出了大多数人的想象，是在宇宙膨胀的作用下发生的。事实上，他们本质上是我们熟悉的老朋友。
恐怕这次新的观察结果将不可避免地落入老套。也许这是一种被实验团队忽视的影响，或者这是一种尚未被理解但尚未被注意到的物理现象。我们的世界总是如此单调和无聊。真正的突破只属于触摸真理之门的少数人，大多数人只触摸命运的玩笑。
我是布揆耳先生，一位很久没有写文章的科学作家。欢迎关注！
文章来源：www.atolchina.com