1972年，法國人在非洲國家加蓬的奧克洛地區發現了一座奇怪的鈾礦。
根據經驗，所有鈾礦裏鈾235的比例都是一樣的，約爲0.7202%，然而這裏鈾礦裏的鈾235只有0.6%。
當科學家們仔細調查之後，發現這絕對不是一座簡單的鈾礦，鈾235之所以這麽少，是因爲一部分已經“燃燒”過了。
這是一座古老的核反應堆，年齡足有17億年！
一時間傳言四起，有人猜測這是史前文明的核電站遺迹，還有人腦洞大開，說這是墜毀的外星人核動力飛船。
不信，你到書店裏，在那些挂上“史前文明”“未解之謎”的書刊裏面，多半能看到這個“奧克洛核反應堆”。
▲號外號外，非洲發現史前文明遺留下的核反應堆。
史前文明和外星人真的存在嗎？
我們得科學精神一點：也許有吧，但奧克洛鈾礦跟他們半毛錢關系都沒有。
早在1956年，美籍日裔物理學家黑田和夫就預言了天然核反應堆的可能性，奧克洛只是印證了科學家的預言而已。
地球誕生之初20億年裏空氣裏氧氣極少，但在“大氧化事件”前後，地球上最早的生命——藍藻——一直在孜孜不倦的“搬磚”，通過光合作用將水裏的氧變成氧氣。
20億年前，奧克洛附近的一條河裏就有這種藍藻，在氧氣和水的共同作用下，鈾不斷轉化成鈾鹽。
巧合的地質構造促使這些鈾鹽集中到了一處，恰好達到臨界質量，于是發生鏈式反應，驅動了這座天然核反應堆。
▲奧克洛核反應堆的實景。
這也太巧合了吧，要知道，人類得到具體的臨界質量數值，還是通過了無數的感人的故事，最有名的一個就是“手撕原子彈”！
在“曼哈頓計劃”期間，一位加拿大物理學家斯羅廷也在洛斯阿拉莫斯的核武器實驗室工作，他的職責是確定鈾和钚的臨界質量。
每天，他用兩個半球形的铍包裹住钚核心，上下兩個半球中間用螺絲刀隔開，然後往縫裏加鈾，一旦發現鏈式反應發生，就將倆半球分開，然後減少鈾的量繼續實驗。
他就是用這種極其原始而又危險的方法不斷逼近真實的臨界質量數值，這聽起來就帶有濃濃的“死亡氣息”，不是嗎？
▲斯羅廷就是用這樣的裝置來測量臨界質量。
1946年5月21日下午3點20分，災難還是降臨了，斯羅廷手滑了一下，那把螺絲刀掉到了地上，兩個半球就這麽合在了一起。
房間裏所有的科學家都看到了那恐怖的異象：半球開始發出藍光，一股股熱浪來襲，眼看他們的實驗室就要變成核爆中心！
就在這緊急關頭，斯羅廷當機立斷，沖上去用自己的雙手把兩個半球分開，並將上面的铍半球扔到地上，一場災難終于避免了。
這是真正的“手撕原子彈”，相比之下，抗日神劇裏的“手撕鬼子”都弱爆了。
▲災難發生的時候，室內每位科學家的位置都被斯羅廷記錄下來。
不僅如此，手撕核彈之後，斯羅廷仍然保持了難得的清醒，盡管他當時已經感覺強烈的灼燒感和嘴裏濃郁的酸味。
他讓在場的所有人都不要動，記下了每個人的位置，估算了一下輻射量，然後說出那感人至深的在電影裏才能聽到的話語：“我是肯定沒救了，你們趕緊去做治療吧。”
他又找來30米開外的氣體房間裏有一個輻射測量儀，記下了各種數據，才在衆人的攙扶下走出實驗室。剛剛走出實驗大樓，他就忍不住嘔吐了起來。九天後，斯羅廷因過量輻射不治身亡。
▲偉大的斯羅廷。
你看，科學家用生命換來的寶貴數據，在自然界竟然已經存在了那麽多年，難道真是巧合嗎？
我要告訴你，奧克洛鈾礦裏的巧合可不光臨界質量這一點呢。
要讓一座核反應堆正常工作，臨界質量只是一個必要條件。鈾原子核釋放出的中子速度較快，必須將它們的速度降下來，才能讓其他鈾原子核“抓住”，發生鏈式反應。
現代的核反應堆一般采用石墨或重水做減速劑，其實普通的水也能起到這個作用，只是它不僅會將中子變慢還會吸收一部分中子。
在奧克洛鈾礦裏，在水的作用下，中子減速，引發鏈式反應，發出熱量，于是水又蒸發；沒有了水，中子“超速”了，反應中斷，水又冷卻下來，于是開啓第二次反應。
每次反應的循環周期是2.5小時，這真是大自然的鬼斧神工。
▲奧克洛鈾礦的結構：1，核反應堆；2，砂石；3，鈾礦層；4，花崗岩。
可能你要問了，會不會是什麽恐怖分子，或者類似希特勒的戰爭狂人在這裏秘密修建的呢？
科學家們肯定考慮過了這一點，他們研究了奧克洛鈾礦裏的钕元素，一般的钕元素以偶數原子量的形式存在，比如钕142、钕144、钕146等。
然而，通過核裂變會産生更多奇數原子量的钕元素，如钕143、钕145等。科學家們經過分析，發現奧克洛鈾礦裏的钕元素的同位素分布和現代的核反應堆非常相似，而奧克洛鈾礦畢竟早已有了如此之多的钕元素，說明它早已存在並一直在發生核反應。
鑒定完畢，這是一座天然的核反應堆！
▲奧克洛鈾礦裏來自核裂變的钕元素（紅色）與自然界钕元素（藍色）的同位素對比。
然而，奧克洛鈾礦終究還是有一些未解之謎。除了钕元素以外，科學家們還研究了奧克洛鈾礦裏的幾乎所有元素和現代核反應堆作對比，再現性達到了令人吃驚的程度！
除了一種元素：钐。在奧克洛鈾礦中，這種元素太少了。“外星人”的論調又出現了。
科學家不會相信這種無法證僞的猜測，如果現有理論體系能夠包容那是最好，如果不能包容，那麽就要修改理論。
有人提出，這是因爲宇宙的精細結構常數α是在变化的。正是因为17億年前的這個α和现在不一样，导致了奥克洛铀矿里钐元素的缺失。
▲慕尼黑大學，精細結構常數公式被刻在索末菲的雕像下面。
精細結構常數α？这又是什么东东？
從出處，它最早是索末菲提出來解釋玻爾模型裏電子速度的；從公式上來說，它和電子電量的平方成正比，和普朗克常數、光速成反比。
從表面看來，這東西不過是一些物理常數的簡單組合。然而，隨著對宇宙的認識越來越深入，人們發現，精細結構常數具有太深刻的物理意義，可以說，它規範了整個宇宙的形態。
因爲有了α，所以元素周期表是我们看到的这样；因为有了α，才会存在原子；更因为有了α，才會有各種化學反應；歸根到底，因爲有了α，我才有机会出版了我的《元素家族》。
目前看來，α的数值是1/137，這才是宇宙終極奧秘，《銀河系漫遊指南》裏的“42”的梗明顯應該換成這個數值。
▲精細結構常數決定了電子雲的分布，這是各種元素化學性質的基礎。
以上的一系列排比句都基于α是一个常数，也就是说我们的宇宙是稳定的。
然而，現在奧克洛鈾礦告訴我們α不是常数，我们的宇宙的基本规律是在发生变化的，说不定哪一天元素周期表就变了，化学老师又要让你重新背诵一大堆陌生的元素；说不定哪一天原子都不能稳定存在了，我们看到的一切在瞬间分崩离析。
看到這些，你還能如此笃定嗎？
好在宇宙變化似乎並沒有太快，1997年，澳大利亞科學家韋伯等人通過觀測17個極亮的類星體的光譜，發現120億年前，精細結構常數比當前小約十萬分之一。
你是不是又長舒了一口氣：“你花了半天時間給我描述一頭大象，最後卻告訴我它掉了一根毛？”
▲通過對來自遙遠類星體光譜的測量，發現精細結構常數的變化。
在普通人看來，搞科學的人有時候真是偏執，十萬分之一也要大驚小怪。但在物理學家眼裏，只要有確鑿的證據證明它不是常數，他們就又有很多問題可以研究了，比如：
更高的能量下是否還有其他粒子？
光速、電子電量和普朗克常數，究竟哪個會變化？
暗物質？
宇宙是開放的還是封閉的？
等等等等，每一個問題都是諾獎級別的。你看，一個小小的奧克洛鈾礦，竟然能引申出宇宙奧秘，是不是比史前文明、外星人那些有意思多了？
▲宇宙太多未解之謎，一步一步學習，才能更深的體會到這些謎題的樂趣。
摘錄自：
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看到大家對精細結構常數可能有變化如此感興趣，我貼一個東西過來給大家看看：
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在精細結構常數是否發生變化的爭論中，討論最多的是來自奧克洛天然核反應堆的數據。
這是目前已知的世界上唯一一座天然核反應堆，位于加蓬的奧克洛。它形成于大約20億年前，持續了數十萬年。
研究人員測量了奧克洛鈾礦中钐149的中子散射截面，發現20億年來強相互作用的精細結構常數的變化率不超過十億分之四，年相對變化率不超過 2 × 10-19，遠低于狄拉克大數假說的數值。
盡管得到的是強相互作用的精細結構常數變化率的數值，但是科學家們傾向于認爲，如果精細結構常數的變化是由光速的改變引起的，那麽強相互作用的精細結構常數與電磁作用的精細結構常數的變化應該是一致的。
但是2004年，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的史蒂夫·拉莫莱克斯等人重新分析了奥克洛天然核反应堆的数据，认为从奥克洛天然核反应堆形成以来，精细结构常数的数值至少减少了4.5×10-8。
2004年6月，德國的一些研究人員以很高的精度測量了原子鍾的數據，並未發現精細結構常數在1999年至2003年間有10-15數量級上的變化。
2004年4月，韋伯小組中來自劍橋大學的邁克·墨菲宣布，他们利用夏威夷的凯克望远镜研究了143個類星體的光譜，認爲精細結構常數在過去10億年間大約改變了20萬分之一[1]。
有消息稱，歐洲空間局計劃于2006年在環地軌道上進行一次比墨菲小組的精度還要高100倍的原子鍾實驗，有望進一步測量精細結構常數的變化。
類星體是位于宇宙遙遠位置的天體，類星體發出的光穿過彌漫在宇宙中的氣體雲，形成吸收線。通過測量類星體光譜中的吸收線，可以得到幾十億到上百億年前精細結構常數的信息。
澳大利亞新南威爾士大學的天體物理學家韋伯領導的一個小組通過比較類星體光譜中不同元素吸收線的位置變化，將精細結構常數變化的測量精度提高了一個數量級。
他們發現在宇宙早期大約0.5<z<3.5的紅移範圍內，精細結構常數比現在小大約百萬分之7[2]。2001年這一結果發表後，立刻引起一陣轟動。一些媒體宣稱“愛因斯坦的相對論被推翻了”，掀起了新一波“推翻相對論”的浪潮。
然而反對者認爲，韋伯等人結果的可靠性尚存在爭議。而即使精細結構常數發生了改變，未必意味著光速發生了變化。在未得到進一步確認前，認爲“相對論被推翻”爲時過早。
作者：魯超
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