物理常數的變化

物理常數的變化

物理常數的變化是指物理學中的一系列常數在大的時空範圍內可能並不是保持恆定不變。

物理常數的變化

在物理學中,有一系列常數,例如,萬有引力常數 G、光速 c、普朗克常數 h、電子電荷 e、電子質量 m e,等等。根據物理實驗室中的測量結果,這些數值是不變的。然而,從宇宙的大尺度觀點來看,我們的物理實驗室只涉及很小的時間和空間的領域。在更大的時空範圍內,這些常數是否仍然保持恆定不變?在遙遠的天區或遙遠的過去,它們的數值是否仍然同地面實驗室中當前測定的結果完全相同?這些問題都是現代宇宙學探討的課題。有些宇宙學理論認為,某些物理常數很可能並不是常數。這方面討論得比較多的是常數隨時間的變化。例如,狄拉克提出,引力常數 G可能反比於宇宙時標;由於 G隨時間減小,得出地球正在膨脹的結論。此外,用 G的減小可以解釋月球運動中不可理解的加速度(見太陽系內的引力定律); G隨距離的減小可以解釋奧伯斯佯謬。 G隨時間的減小可以解釋星系和類星體的一般紅移, G隨距離的變化可解釋反常紅移。通過觀測資料的分析,可以得到一些物理常數的變率的上限,它們是:

萬有引力常數 G: ;

電子電荷 e: ;

精細結構常數 α: ;

式中 α呏 e/ v, h為普朗克常數, v為譜線頻率。

電子質量 m e: 。

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