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我们知道 ， 宇宙是由四个基本力控制的--强核力、弱核力、电磁力以及引力 。 但是 ， 如果仍然存在一个或多个我们仍未知晓的物理力 ， 那会发生什么呢？就此 ， 科学界面临着这样的挑战：去发现一个可以颠覆或者质疑这四个基本力的现象 。
两位天文学家考验牛顿定律
首先我们得稍微回顾一下物理课的内容 。 伊萨克·牛顿是第一位真正探索重力问题的科学家 。 在他的一系列研究之前 ， 我们认为重力是理所当然的 ， 或者说是一种可预测的力 。 维基百科上载：万有引力定律描绘了万有引力是一种导致天体坠落和天体运动的力 。
从这个原则开始 ， 牛顿建立了解释所有物体运动的法则 ， 小到一个苹果从树上掉上来的过程 ， 达到行星围绕太阳运转的轨道 。
然而 ， 直到通过阿尔伯特·爱因斯坦和他所建立的广义相对论 ， 我们才能更深入地理解引力 。 就此 ， 我们要稍微注意一下 ， 爱因斯坦的理论认为引力不是一种力 ， 而是一种时空弯曲的表现 。 这种弯曲来自于以质量或动能形式的能量分配 ， 这种分配随着观察者的参考系不同而有所差别 。
【天文|近三百年后，是什么仍旧力挺牛顿万有引力常数？】
但是 ， 广义相对论是一个不完整的引力理论 ， 因为此理论并不能在量子领域内应用 。 反倒是弦理论在量子领域内似乎更加适用 。 弦理论认为随着宇宙的扩大和变化 ， 自然基本常数可能会同时改变 。
为了弄清这个问题 ， 科学家们开始进行实验
近几年 ， 科学家们进行了一系列实验来深入研究地球和其附近地区的重力强度 。 这些实验显示了重力常数G的严格变化 ， 但也仅仅是在近些年来 。 也就是说 ， 牛顿常数或许并不恒定 ， 但却没有任何一次试验可以持续足够长的时间来让科学家们观测到这个事实 。
宇宙背景辐射是一种在星空各个角度观测都等值的电磁辐射 ， 其辐射峰值在微波区间 ， 微波（并非在厨房中的微波炉）是介于红外线和广播电波间的中等波长 。 俄亥俄州立大学的天文物理学家保罗·苏特表示 ， 通过观测宇宙背景辐射 ， 我们可以看到牛顿常数的某些变化 。
牛顿常数能否保持恒定？是否会随着时间减弱？
近来 ， 天文学家在arXiv期刊上发表了关于：用开普勒天文望远镜观星以测重力常数变化的实验报告 。这次高精度的试验同样使我们认识到了数百万年来恒星的演化 。 通过长时间观测恒星 ， 他们发现某些重力常数变化是源于恒星亮度的变化 。 更具体来说 ， 就好像是恒星在来自外部声波作用下的闪烁和颤抖 。 这些声波作用在恒星表面会影响恒星亮度 。 然而 ， 我们需要知道 ， 恒星的构成会随着它的质量和年龄产生差异 。 在恒星演化过程中 ， 他的内核与所有内部构成层的动力学会变化 ， 而且这些变化会影响到其表面的变化 。
说回牛顿常数 。 如果牛顿常数确乎恒定 ， 那么恒星的亮度和温度会随着时间增长 ， 因为恒星内核氢物质的燃烧会在其的航迹上留下大量氦气惰性气体 。 这些氦气阻碍了聚变过程 ， 减弱了其效率 ， 并迫使恒星加速燃烧以维持平衡 ， 结果使其更加热和明亮 。 但是如果说牛顿常数随时间缓慢减弱 ， 那么恒星亮度和热度的加速本应该以更快的时间尺度进行 。 然而不巧 ， 为了证实或是推翻这样的假说 ， 我们将需要在一段很长的时间内观测更多的天体 。
目前 ， 牛顿的万有引力常数似乎是颠扑不破的
然而 ， 天文学家们发现了新的方法 ， 着手去观察KIC7970740这颗星体 ， 它的质量是太阳的四分之三 ， 并且从至少110亿年前就开始燃烧 。 通过多年来在开普勒天文望远镜观测这颗星 ， 天文学家们汇编了数据 ， 通过这些数据比较了恒星演化的不同模型 ， 也考虑了牛顿引力的变化模型 。
他们的分析结果表明牛顿万有引力常数确实是恒定的 ， 至少是基于对KIC7970740的观测数据 。他们认为在这颗星体存在的110亿年内 ， 牛顿的重力常数是恒定的 。 在确认了这件事后 ， 我们可以提出一个问题：为什么这个常数会长久不变？但是 ， 至少现在 ， 没有一位科学家可以对此作出解释 。
BY: dailygeekshow
FY: Sylvie穆凉
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