Kako so se fizične konstante skozi čas spreminjale

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Uradne vrednosti konstant so se spremenile tudi v zadnjih nekaj desetletjih. Če pa meritve pokažejo odstopanje od pričakovane vrednosti konstante, kar ni tako redko, se rezultati štejejo za eksperimentalno napako. In le redki znanstveniki si upajo iti proti ustaljeni znanstveni paradigmi in razglasiti heterogenost Vesolja.

Gravitacijska konstanta

Gravitacijska konstanta (G) se je prvič pojavila v Newtonovi enačbi gravitacije, po kateri je sila gravitacijske interakcije dveh teles enaka razmerju produkta mas teh medsebojno delujočih teles, pomnoženega z njo, in kvadrata razdalje med telesom. njim. Vrednost te konstante je bila večkrat izmerjena, odkar jo je leta 1798 v natančnem poskusu prvič določil Henry Cavendish.

V začetni fazi meritev je bil opažen pomemben razpršenost rezultatov, nato pa je bila opažena dobra konvergenca dobljenih podatkov. Kljub temu se tudi po letu 1970 "najboljši" rezultati gibljejo od 6,6699 do 6,6745, torej razmik je 0,07 %.

Od vseh znanih temeljnih konstant je z najmanj natančnostjo določena številčna vrednost gravitacijske konstante, čeprav je pomembnost te vrednosti težko preceniti. Vsi poskusi razjasnitve točnega pomena te konstante so bili neuspešni, vse meritve pa so ostale v prevelikem območju možnih vrednosti. Dejstvo, da natančnost številčne vrednosti gravitacijske konstante še vedno ne presega 1/5000, je urednik revije "Nature" opredelil kot "sramotno mesto na obrazu fizike".

V zgodnjih 80. letih. Frank Stacy in njegovi sodelavci so izmerili to konstanto v globokih rudnikih in vrtinah v Avstraliji, vrednost, ki jo je pridobil, pa je bila približno 1 % višja od uradne vrednosti, ki je trenutno sprejeta.

Hitrost svetlobe v vakuumu

Po Einsteinovi teoriji relativnosti je hitrost svetlobe v vakuumu absolutna konstanta. Večina sodobnih fizikalnih teorij temelji na tem postulatu. Zato obstaja močna teoretična pristranskost proti obravnavi vprašanja možne spremembe hitrosti svetlobe v vakuumu. Vsekakor je to vprašanje trenutno uradno zaprto. Od leta 1972 je bila hitrost svetlobe v vakuumu po definiciji razglašena za konstantno in se zdaj šteje za enako 299792,458 ± 0,0012 k / s.

Tako kot v primeru gravitacijske konstante so se tudi prejšnje meritve te konstante bistveno razlikovale od sodobne, uradno priznane vrednosti. Na primer, leta 1676 je Roemer ugotovil vrednost, ki je bila 30 % nižja od trenutne, Fizeaujevi rezultati, pridobljeni leta 1849, pa so bili 5 % višji.

Od 1928 do 1945 hitrost svetlobe v vakuumu, kot se je izkazalo, je bila 20 km / s manjša kot pred in po tem obdobju.

V poznih 40. letih. vrednost te konstante se je spet začela povečevati. Ni presenetljivo, da ko so nove meritve začele dajati višje vrednosti te konstante, se je med znanstveniki sprva pojavilo nekaj zmedenosti. Nova vrednost se je izkazala za približno 20 km / s višja od prejšnje, torej precej blizu tisti, ugotovljeni leta 1927. Od leta 1950 so se rezultati vseh meritev te konstante spet izkazali za zelo blizu vsaki drugo (slika 15). Ostaja le špekulacija, kako dolgo bi se ohranila enotnost rezultatov, če bi se meritve nadaljevale. Toda v praksi je bila leta 1972 sprejeta uradna vrednost svetlobne hitrosti v vakuumu in nadaljnje raziskave so bile ustavljene.

V poskusih, ki jih je izvedel dr. Lijun Wang na raziskovalnem inštitutu NEC v Princetonu, so bili doseženi presenetljivi rezultati. Poskus je vključeval prehajanje svetlobnih impulzov skozi posodo, napolnjeno s posebej obdelanim plinom cezijem. Eksperimentalni rezultati so se izkazali za fenomenalne - izkazala se je hitrost svetlobnih impulzov 300 (tristo) kratveč kot dovoljena hitrost iz Lorentzove transformacije (2000)!

V Italiji je druga skupina fizikov iz italijanskega nacionalnega raziskovalnega sveta v svojih poskusih z mikrovalovi (2000) dosegla hitrost njihovega širjenja do 25%večja od dovoljene hitrosti po A. Einsteinu …

Najbolj zanimivo je, da se je Einshein zavedal nestanovitnosti svetlobne hitrosti:

Iz šolskih učbenikov vsi vedo za potrditev Einsteinove teorije z eksperimenti Michelson-Morley. Toda praktično nihče ne ve, da je v interferometru, ki je bil uporabljen v eksperimentih Michelson-Morley, svetloba skupaj prepotovala razdaljo 22 metrov. Poleg tega so bili poskusi izvedeni v kleti kamnite zgradbe, praktično na morski gladini. Nadalje so bili poskusi izvedeni štiri dni (8., 9., 11. in 12. julija) leta 1887. V teh dneh so se podatki iz interferometra jemali kar 6 ur in je bilo absolutno 36 obratov naprave. In na tej eksperimentalni bazi, kot na treh kitih, sloni potrditev "pravilnosti" tako posebne kot splošne teorije relativnosti A. Einsteina.

Dejstva so seveda resna. Zato se obrnimo na dejstva. ameriški fizik Dayton Miller(1866-1941) je leta 1933 v reviji Reviews of Modern Physics objavil rezultate svojih poskusov o tako imenovanem odnašanju etra za obdobje, daljše od dvajset letraziskave, pri vseh teh poskusih pa je dobil pozitivne rezultate v potrditev obstoja eteričnega vetra. Svoje poskuse je začel leta 1902 in jih zaključil leta 1926. Za te poskuse je ustvaril interferometer s skupno potjo žarka 64metrov. To je bil najpopolnejši interferometer tistega časa, vsaj trikrat bolj občutljiv od interferometra, ki sta ga v svojih poskusih uporabljala A. Michelson in E. Morley. Meritve interferometra so bile opravljene ob različnih urah dneva, ob različnih letnih časih. Odčitki iz instrumenta so bili odvzeti več kot 200.000 tisoč krat, interferometer pa je opravil več kot 12.000 obratov. Svoj interferometer je občasno dvigoval na vrh Mount Wilson (6000 metrov nadmorske višine - več kot 2000 metrov), kjer je bila, kot je domneval, hitrost vetra etra večja.

Dayton Miller je pisal pisma A. Einsteinu. V enem od svojih pisem je poročal o rezultatih svojega štiriindvajsetletnega dela in potrdil prisotnost eteričnega vetra. A. Einstein se je na to pismo odzval zelo skeptično in zahteval dokaze, ki so mu bili predstavljeni. Potem … brez odgovora.

Fragment članka Teorija vesolja in objektivna realnost

Konstantna deska

Planckova konstanta (h) je temeljna konstanta kvantne fizike in povezuje frekvenco sevanja (υ) s kvantom energije (E) v skladu s formulo E-hυ. Ima razsežnost delovanja (to je produkt energije in časa).

Povedo nam, da je kvantna teorija model briljantnega uspeha in neverjetne natančnosti: "Zakoni, odkriti v opisu kvantnega sveta (…), so najbolj zvesta in natančna orodja, ki so jih kdaj uporabljali za uspešno opisovanje in napovedovanje narave. V nekaterih V primerih je sovpadanje med teoretično napovedjo in dejansko dobljenim rezultatom tako natančno, da odstopanja ne presegajo ene milijarde."

Takšne izjave sem slišal in prebral tako pogosto, da sem navajen verjeti, da bi morala biti številčna vrednost Planckove konstante znana na najbolj oddaljeno decimalno mesto. Zdi se, da je tako: samo pogledati morate v kakšno referenčno knjigo na to temo. Vendar pa bo iluzija o točnosti izginila, če odprete prejšnjo izdajo istega vodnika. Z leti se je uradno priznana vrednost te »temeljne konstante« spreminjala in kaže težnjo po postopnem povečevanju.

Največja sprememba vrednosti Planckove konstante je bila opažena od leta 1929 do 1941, ko se je njena vrednost povečala za več kot 1%. V veliki meri je to povečanje povzročila bistvena sprememba eksperimentalno izmerjenega naboja elektronov, tj. Meritve Planckove konstante ne dajejo neposrednih vrednosti te konstante, saj je pri njenem določanju potrebno poznati velikost naboj in masa elektrona. Če ena ali celo več obeh zadnjih konstant spremenita svojo vrednost, se spremeni tudi vrednost Planckove konstante.

Konstantna fina struktura

Nekateri fiziki menijo, da je konstanta fine strukture eno od glavnih kozmičnih števil, ki lahko pomagajo razložiti enotno teorijo.

Meritve, ki sta jih na observatoriju Lund (Švedska) izvedla profesor Svenerik Johansson in njegova podiplomska študentka Maria Aldenius v sodelovanju z angleškim fizikom Michaelom Murphyjem (Cambridge), so pokazale, da se s časom spreminja tudi druga brezrazsežna konstanta, tako imenovana konstanta fine strukture.. Ta količina, ki nastane iz kombinacije hitrosti svetlobe v vakuumu, elementarnega električnega naboja in Planckove konstante, je pomemben parameter, ki označuje moč elektromagnetne interakcije, ki drži delce atoma skupaj.

Da bi razumeli, ali se konstanta fine strukture sčasoma spreminja, so znanstveniki primerjali svetlobo, ki prihaja iz oddaljenih kvazarjev - super svetlih objektov, ki se nahajajo milijarde svetlobnih let od Zemlje - z laboratorijskimi meritvami. Ko svetloba, ki jo oddajajo kvazarji, prehaja skozi oblake kozmičnega plina, se oblikuje neprekinjen spekter s temnimi črtami, ki kažejo, kako različni kemični elementi, ki sestavljajo plin, absorbirajo svetlobo. Ko so raziskovalci preučili sistematične premike v položajih črt in jih primerjali z rezultati laboratorijskih poskusov, so raziskovalci prišli do zaključka, da se iskana konstanta spreminja. Navadnemu človeku na ulici se morda ne zdijo zelo pomembni: le nekaj milijonink odstotka v 6 milijardah let, a v natančnih znanostih, kot veste, ni malenkosti.

"Naše znanje o vesolju je v mnogih pogledih nepopolno," pravi profesor Johansson. "Še vedno ni znano, iz česa je sestavljeno 90 % snovi v vesolju - tako imenovane" temne snovi. "O tem, kaj se je zgodilo, obstajajo različne teorije. po velikem poku. Zato nova znanja vedno pridejo prav, tudi če niso skladna s trenutnim konceptom vesolja."