在數學學中，不同領域有好多常數，拿來幫助科學家進行復雜的估算。我們在中學的時侯也學過好多常數，例如萬有引力常數物理常數包括什么，普朗克常數，光速等等。
按理說，在我們的宇宙中，那些常數是不變的，由于宇宙秉持著同一個數學定理。但是，近來的研究發覺，雖然在我們的宇宙中，個別地方的數學常數實際上與我們月球上的數學常數不同。
此次讓科學家驚訝的是傳說中的精細結構常數。
精細結構常數起源于玻爾對氫原子波譜的解釋，而索末菲在對其進行深入研究時提出了這個常數，因而又稱為索末菲常數。
精細結構常數α=e^2/(4πε0ch)，其中e為電子電荷，ε0為真空介電常數，h為約化普朗克常數，c為光在真空中的速率。估算結果表明精細結構常數約等于1/137。雖然玻爾的原子模型后來被推翻，但化學學家發覺精細結構常數在檢測電磁力等方面具有重要意義物理常數包括什么，因而它得以幸存。
據悉，精細結構常數十分有趣。它除了是極為罕見的無量綱（即沒有單位）的數學常數，但是好多物理常數也可以通過簡單的變換得到。為此，自精細結構常數提出以來，無數科學家為之著迷。知名化學學家泡利生前住的床是137號，這也讓他在思索精細結構常數的同時去世。精細結構常數的內容十分復雜，我們有機會單獨推出程序介紹。
不過，正好就是這樣一個常數，近來才發覺不是“常數”。科學家對遙遠宇宙的觀測表明，在宇宙的不同位置，精細結構常數可能不同。
這一發覺是基于宇宙的各向異性。前不久我們剛才介紹了日本宇航局最新的觀測數據，表明科學家常年以來敬奉的宇宙各向同性理論可能會被推翻。所謂宇宙各向同性，是指當觀測范圍擴大到一定程度時，我們在任何方向觀測到的宇宙都是相同的，這意味著宇宙沒有中心。但是，俄羅斯宇航局對數十個星體退后速率的研究表明，這個理論可能是錯誤的，暗示宇宙有一個中心。
除了有中心，新的研究還向我們暗示：宇宙甚至有“南北”之分。通過電磁學的理論和發覺，科學家們有望為宇宙指明一個明晰的方向。
新加坡新南威爾士學院（UNSW）的天體化學學家約翰·韋伯（）說：“（新研究）雖然否認了這個猜測，即宇宙中可能真的存在方向性，這確實很奇怪，從統計學角度推算的宇宙各向同性可能會被推翻。
這么，所謂的宇宙南北差別從何而至呢？
韋伯進一步解釋說：宇宙中可能存在某個方向（或兩個方向，即同一點的兩側），數學定理順著這個方向發生變化。但是，在垂直于它的方向上，數學定理依然是穩定的。“換句話說，從某種意義上說，宇宙具有偶極子結構。”
直徑稍長。為此，重力加速度g隨經度變化。但在同一經度下，g不變（這兒不考慮地形誘因）。按照新發覺，宇宙中的化學定理也會隨著“宇宙經度”而變化，但在同一個“宇宙經度”上卻是不變的。
這么，哪些是韋伯偶極子？雖然很簡單。它是一對相反的電荷或磁核，可以產生電場或磁場。
電磁力在我們的宇宙中飾演著非常重要的角色，我相信這不須要太多解釋。諸如，宇宙中的每一個原子都遭到電磁力的禁錮，使電子乖乖地圍繞著原子核。沒有電磁力，所有原子就會崩塌。同樣，電磁波也是宇宙中的重要元素，光就是電磁波的一種。
科學家正是通過對電磁力的觀察，發覺了宇宙精細結構常數的微妙變化——看看精細結構常數的估算公式，你也會明白它與宇宙的關系有多密切電磁關系。
研究團隊借助坐落法國的甚大望遠鏡陣列（VLT）對130億光年外的類恒星進行了四次觀測——那是宇宙中最原始的模樣。通過甚大望遠鏡強悍的觀測能力，她們研究了初期宇宙的電磁力。
“當我們把所有的觀測數據放到一起時，我們會發覺，”韋伯說，“隨著我們觀測的距離越來越遠，電磁力雖然越來越強；而當我們朝著它聯通時反方向觀察，會漸漸降低。”而這個觀測結果也意味著，隨著宇宙中空間位置的變化，精細結構常數也略有不同。
這給科學家們帶來了一個深刻的思索：這些我們看似“恰到用處”的科學巧合是否適用于整個宇宙？我們的宇宙是否遵守同一套法則？
假如她們的發覺得到否認，無疑將是對現代宇宙學的巨大震憾。
巧的是，證據一說就來了。
日本的一群研究人員常年旨在于X射線的研究，卻意外發覺了相關證據。她們在觀察宇宙的同時，也發覺宇宙的不均勻性雖然隱藏著某種已經不為人知的排列。巧合的是，她們發覺的可能安排正好與UNSW的研究團隊相同！
盡管兩個團隊的研究結果互相印證，但我們還須要更多的證據來證明這一點。但可以肯定的是，假如宇宙真的像她們所說的那樣具有特定的排列方向，這么我們對宇宙的認識還會被重塑。與此同時，那座數學“大廈”也可能遭受強烈“地震”。
“我們的宇宙學標準模型是基于各向同性宇宙，”韋伯說，“而標準模型本身是基于愛因斯坦的引力理論，引力本身似乎對自然定理具有不變性。假如這樣的理論創立只是一個簡略的近似值，它為數學學打開了一些特別令人激動的新房門。”
雖然，關于精細結構常數是否恒定的問題，即使聽上去有點唬人，但科學家們好奇了好久。直至明天，我們總算找到了一些證據。而這一證據除了有望解答科學家們好奇已久的“小問題”，甚至會帶來整個宇宙模型的“大問題”。
可以肯定的是，我們正在經歷一個特殊的時代，化學樓不斷打開新的房門，讓我們看見一個全新的世界。包括所謂的第五基本力、物質的第五態等等，可能都正式浮出水面。這將是數學學實現突破的抓手。其實人類通往宇宙的通道正在一點點打開。