光的速度为什么是每秒30万千米,而不是更快一点或慢一点?(4)
2023-04-27 来源:飞速影视
“常数”是否真的恒定不变是一个古老的哲学争议。亚里士多德认为,地球的构成与其他天体不同;哥白尼坚信,我们所在的地球无异于任何其他地方;当今科学遵从现代哥白尼学说,假设物理学定律适用于时空中的任何地方。但假设就是假设,它需要验证(特别是G 和c 这样的常数),以确保我们没有误解遥远的宇宙。
诺贝尔奖获得者保罗·狄拉克提出G可能随着时间而变化。1937年,对宇宙哲学的思考令他认为G每年减少10-10。这对吗?也许不对。对天体的重力观测没有发现G的下降,而且迄今也没有迹象表明G在空间中会发生变化,它的测量值准确地描绘了太阳系行星的轨迹和航天器的运行轨道。除此之外,还有遥远的宇宙发生的其他事情。射电天文学家最近证实,G能准确描述3750光年外脉冲星(超新星快速旋转的残留物)的发展状况。同样,也没有任何可信的证据证明c在时间或空间中是变化的。
因此,我们假设这些常数真的恒定不变。那它们是基本常数吗?与其他常数比,它们更“基本”吗?这里的“基本”指什么?解答这个问题的一个办法,就是找到谁是得出其他常数的最小常量集。在这里,有用的选择只有h、c和G,共同代表了相对论和量子理论。
只有无量纲常数才是真正“基本”的数,因为它们独立于任何的测量体系。
1899年,量子物理学的奠基人马克斯·普朗克检验了h、c、G和物理现实三个维度之间的关系问题,每个被检验的物理量都用数值和维度共同描述。从这些关系中,普朗克导出了他的自然单位,得出普朗克单位下h、c和G的不同组合,我们能够更深入地了解量子重力和早期的宇宙。
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