Kaip laikui bėgant keitėsi fizinės konstantos

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Oficialios konstantų reikšmės keitėsi net per pastaruosius kelis dešimtmečius. Bet jei matavimai rodo nukrypimą nuo tikėtinos konstantos vertės, o tai nėra taip jau reta, rezultatai laikomi eksperimentine klaida. Ir tik reti mokslininkai išdrįsta prieštarauti nusistovėjusiai mokslinei paradigmai ir paskelbti Visatos nevienalytiškumą.

Gravitacijos konstanta

Gravitacinė konstanta (G) pirmą kartą atsirado Niutono gravitacijos lygtyje, pagal kurią dviejų kūnų gravitacinės sąveikos jėga yra lygi šių sąveikaujančių kūnų masių sandaugos, padaugintų iš jos, santykiui su atstumo tarp jų kvadratu. juos. Šios konstantos vertė buvo matuojama daug kartų nuo tada, kai 1798 m. Henry Cavendish ją pirmą kartą nustatė tikslumo eksperimente.

Pradinėje matavimų stadijoje buvo pastebėta reikšminga rezultatų sklaida, o vėliau – gera gautų duomenų konvergencija. Nepaisant to, net ir po 1970 m. „geriausi“rezultatai svyruoja nuo 6,6699 iki 6,6745, tai yra, skirtumas yra 0,07%.

Iš visų žinomų pagrindinių konstantų gravitacinės konstantos skaitinė vertė nustatoma mažiausiai tiksliai, nors šios reikšmės svarbą vargu ar galima pervertinti. Visi bandymai išsiaiškinti tikslią šios konstantos reikšmę buvo nesėkmingi, o visi matavimai liko per dideliame galimų verčių diapazone. Tai, kad gravitacinės konstantos skaitinės reikšmės tikslumas vis dar neviršija 1/5000, žurnalo „Gamta“redaktorius apibūdino kaip „gėdos dėmę fizikos veide“.

80-ųjų pradžioje. Frank Stacy ir jo kolegos išmatavo šią konstantą giliose kasyklose ir gręžiniuose Australijoje, o jo gauta vertė buvo maždaug 1% didesnė už šiuo metu priimtą oficialią vertę.

Šviesos greitis vakuume

Remiantis Einšteino reliatyvumo teorija, šviesos greitis vakuume yra absoliuti konstanta. Dauguma šiuolaikinių fizinių teorijų remiasi šiuo postulatu. Todėl yra stiprus teorinis nusistatymas prieš svarstymą apie galimą šviesos greičio pokytį vakuume. Bet kuriuo atveju šis klausimas šiuo metu oficialiai uždarytas. Nuo 1972 m. šviesos greitis vakuume pagal apibrėžimą buvo paskelbtas pastoviu ir dabar laikomas lygiu 299792,458 ± 0,0012 k/s.

Kaip ir gravitacinės konstantos atveju, ankstesni šios konstantos matavimai gerokai skyrėsi nuo šiuolaikinės, oficialiai pripažintos vertės. Pavyzdžiui, 1676 m. Roemeris išvedė vertę, kuri buvo 30% mažesnė už dabartinę, o Fizeau rezultatai, gauti 1849 m., buvo 5% didesni.

Nuo 1928 iki 1945 m šviesos greitis vakuume, kaip paaiškėjo, buvo 20 km/s mažesnis nei prieš ir po šio laikotarpio.

40-ųjų pabaigoje. šios konstantos vertė vėl pradėjo didėti. Nenuostabu, kad naujiems matavimams pradėjus duoti didesnes šios konstantos reikšmes, iš pradžių mokslininkams kilo tam tikras sumišimas. Naujoji vertė pasirodė esanti apie 20 km/s didesnė nei ankstesnė, tai yra gana artima nustatytai 1927 m. Nuo 1950 m. visų šios konstantos matavimų rezultatai vėl pasirodė labai artimi kiekvienam. kita (15 pav.). Belieka tik spėlioti, kiek laiko būtų išlaikytas rezultatų vienodumas, jei matavimai būtų tęsiami. Tačiau praktiškai 1972 m. buvo priimta oficiali šviesos greičio vakuume reikšmė, o tolesni tyrimai buvo sustabdyti.

Eksperimentuose, kuriuos atliko dr. Lijun Wang NEC tyrimų institute Prinstone buvo gauti stebinantys rezultatai. Eksperimentą sudarė šviesos impulsų praleidimas per indą, užpildytą specialiai apdorotomis cezio dujomis. Eksperimento rezultatai pasirodė fenomenalūs – šviesos impulsų greitis pasirodė toks 300 (tris šimtus) kartųdaugiau nei leistinas greitis iš Lorenco transformacijų (2000)!

Italijoje kita fizikų grupė iš Italijos nacionalinės tyrimų tarybos, atlikdama eksperimentus su mikrobangomis (2000 m.), nustatė jų sklidimo greitį iki 25%daugiau nei leistinas greitis pagal A. Einšteiną …

Įdomiausia, kad Einsheinas žinojo apie šviesos greičio nepastovumą:

Iš mokyklinių vadovėlių visi žino apie Einšteino teorijos patvirtinimą Michelsono-Morley eksperimentais. Tačiau praktiškai niekas nežino, kad interferometre, kuris buvo naudojamas Michelson-Morley eksperimentuose, šviesa nukeliavo iš viso 22 metrus. Be to, eksperimentai buvo atliekami mūrinio pastato rūsyje, praktiškai jūros lygyje. Be to, eksperimentai buvo atliekami keturias dienas (liepos 8, 9, 11 ir 12 d.) 1887 m. Per šias dienas interferometro duomenys buvo imami net 6 valandas, o aparato apsisukimai buvo absoliučiai 36. Ir ant šios eksperimentinės bazės, kaip ir ant trijų banginių, laikosi tiek specialiosios, tiek bendrosios A. Einšteino reliatyvumo teorijos „teisingumo“patvirtinimas.

Faktai, žinoma, yra rimti dalykai. Todėl pereikime prie faktų. Amerikos fizikas Daytonas Milleris(1866–1941) 1933 m. žurnale „Reviews of Modern Physics“paskelbė savo eksperimentų su vadinamuoju eterio dreifu daugiau nei laikotarpiui rezultatus. dvidešimt metųtyrimų, ir visų šių eksperimentų metu jis gavo teigiamų rezultatų, patvirtinančių eterinio vėjo egzistavimą. Savo eksperimentus jis pradėjo 1902 m., o baigė 1926 m. Šiems eksperimentams jis sukūrė interferometrą, kurio bendras spindulio kelias yra 64metrų. Tai buvo tobuliausias to meto interferometras, mažiausiai tris kartus jautresnis už interferometrą, kurį jų eksperimentuose naudojo A. Michelsonas ir E. Morley. Interferometro matavimai buvo atliekami skirtingu paros metu, skirtingu metų laiku. Prietaiso rodmenys buvo paimti daugiau nei 200 000 tūkstančių kartų, atlikta daugiau nei 12 000 interferometro apsisukimų. Jis periodiškai keldavo savo interferometrą į Vilsono kalno viršūnę (6000 pėdų virš jūros lygio – daugiau nei 2000 metrų), kur, kaip jis manė, eterio vėjo greitis buvo didesnis.

Daytonas Milleris rašė laiškus A. Einšteinui. Viename iš savo laiškų jis pranešė apie savo dvidešimt ketverių metų darbo rezultatus, patvirtindamas eterinio vėjo buvimą. A. Einšteinas į šį laišką reagavo labai skeptiškai ir pareikalavo įrodymų, kurie jam buvo pateikti. Tada… jokio atsakymo.

Straipsnio „Visatos teorija ir objektyvi tikrovė“fragmentas

Pastovus Plankas

Planko konstanta (h) yra pagrindinė kvantinės fizikos konstanta ir susieja spinduliavimo dažnį (υ) su energijos kvantu (E) pagal formulę E-hυ. Jis turi veiksmo dimensiją (ty energijos ir laiko sandaugą).

Mums sakoma, kad kvantinė teorija yra puikios sėkmės ir nuostabaus tikslumo modelis: „Dėsniai, atrasti aprašant kvantinį pasaulį (…) yra patikimiausi ir tiksliausi įrankiai, kada nors panaudoti sėkmingai apibūdinti ir nuspėti gamtą. atvejų sutapimas tarp teorinės prognozės ir realiai gauto rezultato yra toks tikslus, kad neatitikimai neviršija vienos milijardosios dalies“.

Aš taip dažnai girdėjau ir skaičiau tokius teiginius, kad esu įpratęs manyti, kad Plancko konstantos skaitinė reikšmė turi būti žinoma tolimiausio kablelio tikslumu. Atrodo, kad taip yra: tereikia pažvelgti į kokią nors žinyną šia tema. Tačiau tikslumo iliuzija išnyks, jei atidarysite ankstesnį to paties vadovo leidimą. Bėgant metams oficialiai pripažinta šios „pagrindinės konstantos“vertė keitėsi, o tai rodo laipsniško didėjimo tendenciją.

Didžiausias Plancko konstantos vertės pokytis buvo pastebėtas nuo 1929 iki 1941 m., kai jos reikšmė padidėjo daugiau nei 1%. Daugeliu atvejų šį padidėjimą lėmė reikšmingas eksperimentiškai išmatuoto elektronų krūvio pokytis, ty Plancko konstantos matavimai neduoda tiesioginių šios konstantos reikšmių, nes ją nustatant būtina žinoti elektronų krūvio dydį. elektrono krūvis ir masė. Jei viena ar net daugiau abiejų paskutinių konstantų keičia savo reikšmes, keičiasi ir Planko konstantos reikšmė.

Smulkios struktūros konstanta

Kai kurie fizikai smulkiosios struktūros konstantą laiko vienu iš pagrindinių kosminių skaičių, galinčių padėti paaiškinti vieningą teoriją.

Matavimai, kuriuos Lundo observatorijoje (Švedija) atliko profesorius Svenerikas Johanssonas ir jo magistrantė Maria Aldenius, bendradarbiaudami su anglų fiziku Michaelu Murphy (Kembridžas), parodė, kad laikui bėgant keičiasi ir kita bematė konstanta, vadinamoji smulkiosios struktūros konstanta.. Šis dydis, susidarantis iš šviesos greičio vakuume, elementaraus elektros krūvio ir Planko konstantos derinio, yra svarbus parametras, apibūdinantis elektromagnetinės sąveikos, laikančios atomo daleles, stiprumą.

Norėdami suprasti, ar smulkiosios struktūros konstanta laikui bėgant kinta, mokslininkai palygino šviesą, sklindančią iš tolimų kvazarų – itin ryškių objektų, esančių už milijardų šviesmečių nuo Žemės – su laboratoriniais matavimais. Kai kvazarų skleidžiama šviesa praeina pro kosminių dujų debesis, susidaro ištisinis spektras su tamsiomis linijomis, rodančiomis, kaip įvairūs dujas sudarantys cheminiai elementai sugeria šviesą. Ištyrę sisteminius linijų pozicijų poslinkius ir palyginę juos su laboratorinių eksperimentų rezultatais, mokslininkai padarė išvadą, kad ieškoma konstanta keičiasi. Dažnam žmogui gatvėje jos gali pasirodyti nelabai reikšmingos: tik kelios milijoninės procento dalys per 6 milijardus metų, bet tiksliuosiuose moksluose, kaip žinia, smulkmenų nėra.

„Mūsų žinios apie Visatą daugeliu atžvilgių yra neišsamios, – sako profesorius Johanssonas. – Lieka nežinoma, iš ko sudaro 90 % Visatos materijos – vadinamosios „tamsiosios materijos“. Yra įvairių teorijų, kas nutiko po Didžiojo sprogimo. Todėl naujos žinios visada praverčia, net jei jos neatitinka dabartinės visatos sampratos.