Cum s-au schimbat constantele fizice de-a lungul timpului

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Valorile oficiale ale constantelor s-au schimbat chiar și în ultimele decenii. Dar dacă măsurătorile arată o abatere de la valoarea așteptată a constantei, ceea ce nu este atât de rar, rezultatele sunt considerate a fi o eroare experimentală. Și doar oamenii de știință rari îndrăznesc să meargă împotriva paradigmei științifice stabilite și să declare eterogenitatea Universului.

Constanta gravitațională

Constanta gravitațională (G) a apărut pentru prima dată în ecuația gravitațională a lui Newton, conform căreia forța de interacțiune gravitațională a două corpuri este egală cu raportul dintre produsul maselor acestor corpuri care interacționează înmulțit cu acesta la pătratul distanței dintre lor. Valoarea acestei constante a fost măsurată de mai multe ori de când a fost determinată pentru prima dată într-un experiment de precizie de Henry Cavendish în 1798.

În etapa inițială a măsurătorilor, s-a observat o împrăștiere semnificativă a rezultatelor, iar apoi s-a observat o bună convergență a datelor obținute. Cu toate acestea, chiar și după 1970, cele mai bune rezultate variază de la 6,6699 la 6,6745, adică spread-ul este de 0,07%.

Dintre toate constantele fundamentale cunoscute, valoarea numerică a constantei gravitaționale este cea care este determinată cu cea mai mică acuratețe, deși importanța acestei valori cu greu poate fi supraestimată. Toate încercările de a clarifica semnificația exactă a acestei constante nu au avut succes și toate măsurătorile au rămas într-un interval prea mare de valori posibile. Faptul că acuratețea valorii numerice a constantei gravitaționale încă nu depășește 1/5000, editorul revistei „Nature” a definit ca „un punct de rușine pe fața fizicii”.

La începutul anilor 80. Frank Stacy și colegii săi au măsurat această constantă în minele de adâncime și foraje din Australia, iar valoarea pe care a obținut-o a fost cu aproximativ 1% mai mare decât valoarea oficială acceptată în prezent.

Viteza luminii în vid

Conform teoriei relativității a lui Einstein, viteza luminii în vid este o constantă absolută. Cele mai multe teorii fizice moderne se bazează pe acest postulat. Prin urmare, există o părtinire teoretică puternică împotriva luării în considerare a unei posibile modificări a vitezei luminii în vid. În orice caz, această întrebare este în prezent închisă oficial. Din 1972, viteza luminii în vid a fost declarată constantă prin definiție și acum este considerată egală cu 299792,458 ± 0,0012 k/s.

Ca și în cazul constantei gravitaționale, măsurătorile anterioare ale acestei constante au fost semnificativ diferite de valoarea modernă, recunoscută oficial. De exemplu, în 1676 Roemer a dedus o valoare care era cu 30% mai mică decât cea actuală, iar rezultatele lui Fizeau obţinute în 1849 erau cu 5% mai mari.

Din 1928 până în 1945 viteza luminii în vid, după cum sa dovedit, a fost cu 20 km/s mai mică decât înainte și după această perioadă.

La sfârșitul anilor 40. valoarea acestei constante a început să crească din nou. Nu este surprinzător că atunci când noile măsurători au început să dea valori mai mari ale acestei constante, la început a apărut o oarecare nedumerire în rândul oamenilor de știință. Noua valoare s-a dovedit a fi cu aproximativ 20 km/s mai mare decât cea anterioară, adică destul de apropiată de cea stabilită în 1927. Din 1950, rezultatele tuturor măsurătorilor acestei constante s-au dovedit din nou a fi foarte apropiate de fiecare. altele (Fig. 15). Rămâne doar să speculăm cât timp ar fi fost menținută uniformitatea rezultatelor dacă măsurătorile ar fi continuat. Dar, în practică, în 1972, valoarea oficială a vitezei luminii în vid a fost adoptată și cercetările ulterioare au fost oprite.

În experimentele conduse de Dr. Lijun Wang de la institutul de cercetare NEC din Princeton, au fost obținute rezultate surprinzătoare. Experimentul a constat în trecerea impulsurilor de lumină printr-un recipient umplut cu gaz de cesiu special tratat. Rezultatele experimentale s-au dovedit a fi fenomenale - viteza impulsurilor luminii s-a dovedit a fi de 300 (trei sute) de orimai mult decât viteza admisă din transformările Lorentz (2000)!

În Italia, un alt grup de fizicieni de la Consiliul Național de Cercetare din Italia, în experimentele lor cu microunde (2000), au obținut viteza de propagare a acestora la 25%mai mult decât viteza admisă conform lui A. Einstein…

Cel mai interesant este că Einshein era conștient de volatilitatea vitezei luminii:

Din manualele școlare, toată lumea știe despre confirmarea teoriei lui Einstein prin experimentele Michelson-Morley. Dar practic nimeni nu știe că în interferometrul, care a fost folosit în experimentele Michelson-Morley, lumina a parcurs, în total, o distanță de 22 de metri. În plus, experimentele au fost efectuate în subsolul unei clădiri din piatră, practic la nivelul mării. În plus, experimentele au fost efectuate timp de patru zile (8, 9, 11 și 12 iulie) în 1887. În aceste zile, datele de la interferometru au fost preluate până la 6 ore și au existat absolut 36 de rotații ale dispozitivului. Și pe această bază experimentală, ca și pe trei balene, se sprijină confirmarea „corectitudinii” atât a teoriei generale a relativității a lui A. Einstein.

Faptele, desigur, sunt chestiuni serioase. Prin urmare, să ne întoarcem la fapte. fizician american Dayton Miller(1866-1941) a publicat în 1933 în revista Reviews of Modern Physics rezultatele experimentelor sale asupra așa-numitei derivări eterice pentru o perioadă de mai mult de douazeci de anicercetare, iar în toate aceste experimente a primit rezultate pozitive în confirmarea existenței vântului eteric. Și-a început experimentele în 1902 și le-a finalizat în 1926. Pentru aceste experimente, el a creat un interferometru cu o cale totală a fasciculului de 64metri. A fost cel mai perfect interferometru din acea vreme, de cel puțin trei ori mai sensibil decât interferometrul folosit în experimentele lor de A. Michelson și E. Morley. Măsurătorile interferometrului au fost efectuate în diferite momente ale zilei, în diferite momente ale anului. Citirile de la instrument au fost luate de peste 200.000 de mii de ori și s-au făcut peste 12.000 de rotații ale interferometrului. Și-a ridicat periodic interferometrul în vârful muntelui Wilson (6.000 de picioare deasupra nivelului mării - mai mult de 2.000 de metri), unde, așa cum presupunea, viteza vântului eteric era mai mare.

Dayton Miller i-a scris scrisori lui A. Einstein. Într-una dintre scrisorile sale, el a raportat rezultatele celor douăzeci și patru de ani de muncă, confirmând prezența vântului eteric. A. Einstein a răspuns la această scrisoare foarte sceptic și a cerut dovezi, care i-au fost prezentate. Apoi… nici un răspuns.

Fragment din articol Teoria universului și realitatea obiectivă

Scândura constantă

Constanta lui Planck (h) este o constantă fundamentală a fizicii cuantice și leagă frecvența radiației (υ) cu cuantumul de energie (E) în conformitate cu formula E-hυ. Are dimensiunea acțiunii (adică produsul energiei și timpului).

Ni se spune că teoria cuantică este un model de succes strălucit și acuratețe uimitoare: „Legile descoperite în descrierea lumii cuantice (…) sunt cele mai fidele și precise instrumente folosite vreodată pentru a descrie și prezice cu succes Natura. cazuri, coincidența dintre predicția teoretică și rezultatul efectiv obținut este atât de precisă încât discrepanțele nu depășesc o miliardime.

Am auzit și am citit atât de des astfel de afirmații încât sunt obișnuit să cred că valoarea numerică a constantei lui Planck ar trebui cunoscută până la cea mai îndepărtată zecimală. Se pare că așa este: trebuie doar să te uiți într-o carte de referință pe această temă. Cu toate acestea, iluzia acurateței va dispărea dacă deschideți ediția anterioară a aceluiași ghid. De-a lungul anilor, valoarea recunoscută oficial a acestei „constante fundamentale” s-a schimbat, arătând o tendință de creștere treptată.

Modificarea maximă a valorii constantei lui Planck a fost observată din 1929 până în 1941, când valoarea acesteia a crescut cu mai mult de 1%. În mare măsură, această creștere a fost cauzată de o modificare semnificativă a sarcinii electronului măsurată experimental, adică măsurătorile constantei Planck nu dau valori directe ale acestei constante, deoarece la determinarea acesteia este necesar să se cunoască mărimea sarcina si masa electronului. Dacă una sau mai multe dintre ultimele constante își schimbă valorile, se schimbă și valoarea constantei lui Planck.

Structura fină constantă

Unii fizicieni consideră constanta structurii fine drept unul dintre principalele numere cosmice care pot ajuta la explicarea teoriei unificate.

Măsurătorile efectuate la Observatorul Lund (Suedia) de profesorul Svenerik Johansson și studenta sa absolventă Maria Aldenius în colaborare cu fizicianul englez Michael Murphy (Cambridge) au arătat că o altă constantă adimensională, așa-numita constantă a structurii fine, se modifică și ea în timp.. Această cantitate, formată din combinația dintre viteza luminii în vid, o sarcină electrică elementară și constanta lui Planck, este un parametru important care caracterizează puterea interacțiunii electromagnetice care ține împreună particulele unui atom.

Pentru a înțelege dacă constanta structurii fine variază în timp, oamenii de știință au comparat lumina provenită de la quasari îndepărtați - obiecte super-luminoase situate la miliarde de ani lumină de Pământ - cu măsurători de laborator. Când lumina emisă de quasari trece prin norii de gaz cosmic, se formează un spectru continuu cu linii întunecate care arată modul în care diferitele elemente chimice care alcătuiesc gazul absorb lumina. Studiind schimbările sistematice ale pozițiilor liniilor și comparându-le cu rezultatele experimentelor de laborator, cercetătorii au ajuns la concluzia că constanta căutată suferă modificări. Pentru un om obișnuit de pe stradă, s-ar putea să nu pară foarte semnificative: doar câteva milioane de procente în 6 miliarde de ani, dar în științe exacte, după cum știți, nu există fleacuri.

„Cunoștințele noastre despre Univers sunt incomplete în multe privințe”, spune profesorul Johansson. „Rămâne necunoscut din ce este alcătuită 90% din materia din Univers – așa-numita „materie întunecată”. „Există diferite teorii despre ceea ce s-a întâmplat. după Big Bang. Prin urmare, noile cunoștințe sunt întotdeauna utile, chiar dacă nu sunt în concordanță cu conceptul actual al universului.”