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大自然常数:历史时钟及地质影响

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:的前九位小数容易记住,因为安德鲁·杰克逊是在1828年当选为美国总统。在其他方面由于在数学上的这些优点,这是一个好方法,可记住他们美国的历史。这个内部发动机在解开地球的地质的潜能方面起关键作用。这个地下火炉已促成造山运动和板块构造的频繁变化,保持地面有活力和不断变化,以某种方式为陆地动物和两栖动物提供适当的居住环境。放射性元素的行为像时钟。它们的“半衰期”告诉我们,它们的初始丰度减半所需的时间。

大自然常数:历史时钟及地质影响

e=2.7(安德鲁·杰克逊2e=2.718 281 828……的前九位小数容易记住,因为安德鲁·杰克逊是在1828年当选为美国总统。在其他方面由于在数学上的这些优点,这是一个好方法,可记住他们美国的历史

——爱德华·特勒[23]

对大多数人来说,说到放射性就会想起一个警句,其中还似乎出现像事故、浪费、泄漏、癌症或灾难这样的词。但是没有放射性,就不会有我们在这里生存。创造太阳稳定的能量流的巧妙的系列过程,使地球沐浴其间使之成为可能的就是靠放射性。大约在45亿年以前,当地球凝结成其现在这样的物质块体时,它包含有足够的如镍和铁等金属,在地核区维持显著的磁场。没有磁场,我们就不会有支持生命的大气。从太阳表面不断吹出的带电粒子的风会把我们的大气层剥离掉,正如它们在没有磁场屏蔽的火星上所做的那样。地球磁场通过使它们环绕大气层发生偏转,保护我们对抗这些入侵者

与支持生命的铁和镍的内核一道,原始的地球还搜集了足够多的放射性元素,如铀以维持地球内部深处由放射性衰变引起的长时期加热。这个内部发动机在解开地球的地质的潜能方面起关键作用。这个地下火炉已促成造山运动和板块构造的频繁变化,保持地面有活力和不断变化,以某种方式为陆地动物两栖动物提供适当的居住环境

当狄拉克和伽莫夫第一次提出某些传统的大自然的常数可能是缓慢变化的思想之时,许多物理学家认识到控制放射性衰变的常数对于行星地球的历史一定是至关重要的。它们过去的数值的任何变化很可能会推翻精巧的平衡并产生太多或太少的热效应。(www.xing528.com)

放射性元素的行为像时钟。它们的“半衰期”告诉我们,它们的初始丰度减半所需的时间。按半衰期它们分别纳入几十亿年、几百万年和几千年的群体。

1958年,丹尼斯·威尔金森(D. Wilkinson)[24]第一次尝试用这些方法得到常数恒常性的限制。随后,弗里曼·戴森[25]利用长寿命的核如铼187,锇187和钾40的β衰变的半衰期给精细结构常数离开它现在数值的昔日可能的变化加一个限制。这三种核都有很长的半衰期,曾用实验室的实验精确地测定,并与陨星年代比较。给出的铀238衰变率在整个20亿年间必定在它现在数值的20%范围内,人们推导出:

{α的变化率}/{α的数值}<2×10-13/每年

其他科学家[26]对不同的衰变结果的类似研究导致非常相似的其他限制。这些限制最终被奥克洛天然反应堆的证据所替代。

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