Hoe fisiese konstantes oor tyd verander het

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Die amptelike waardes van die konstantes het selfs oor die afgelope paar dekades verander. Maar as die metings 'n afwyking van die verwagte waarde van die konstante toon, wat nie so skaars is nie, word die resultate as 'n eksperimentele fout beskou. En slegs seldsame wetenskaplikes waag dit om teen die gevestigde wetenskaplike paradigma te gaan en die heterogeniteit van die Heelal te verklaar.

Gravitasiekonstante

Die gravitasiekonstante (G) het die eerste keer in Newton se swaartekragvergelyking verskyn, waarvolgens die krag van gravitasie-interaksie van twee liggame gelyk is aan die verhouding van die produk van die massas van hierdie interaksie-liggame vermenigvuldig daarmee tot die kwadraat van die afstand tussen hulle. Die waarde van hierdie konstante is baie keer gemeet sedert dit die eerste keer in 'n presisie-eksperiment deur Henry Cavendish in 1798 bepaal is.

By die aanvanklike stadium van metings is 'n beduidende verstrooiing van die resultate waargeneem, en dan is 'n goeie konvergensie van die data wat verkry is waargeneem. Nietemin, selfs ná 1970, wissel die "beste" resultate van 6,6699 tot 6,6745, dit wil sê die verspreiding is 0,07%.

Van al die bekende fundamentele konstantes is dit die numeriese waarde van die gravitasiekonstante wat met die minste akkuraatheid bepaal word, hoewel die belangrikheid van hierdie waarde kwalik oorskat kan word. Alle pogings om die presiese betekenis van hierdie konstante te verduidelik was onsuksesvol, en alle metings het in 'n te groot reeks moontlike waardes gebly. Die feit dat die akkuraatheid van die numeriese waarde van die gravitasiekonstante steeds nie 1/5000 oorskry nie, het die redakteur van die tydskrif "Nature" gedefinieer as "'n plek van skaamte op die gesig van fisika."

In die vroeë 80's. Frank Stacy en sy kollegas het hierdie konstante in diep myne en boorgate in Australië gemeet, en die waarde wat hy verkry het, was sowat 1% hoër as die amptelike waarde wat tans aanvaar word.

Die spoed van lig in 'n vakuum

Volgens Einstein se relatiwiteitsteorie is die spoed van lig in 'n vakuum 'n absolute konstante. Die meeste moderne fisiese teorieë is op hierdie postulaat gebaseer. Daarom is daar 'n sterk teoretiese vooroordeel teen die oorweging van die vraag van 'n moontlike verandering in die spoed van lig in 'n vakuum. Hierdie vraag is in elk geval tans amptelik gesluit. Sedert 1972 is die spoed van lig in 'n vakuum per definisie konstant verklaar en word nou as gelyk aan 299792.458 ± 0.0012 k / s beskou.

Soos in die geval van die gravitasiekonstante, het die vorige metings van hierdie konstante aansienlik verskil van die moderne, amptelik erkende waarde. Roemer het byvoorbeeld in 1676 'n waarde afgelei wat 30% laer was as die huidige een, en Fizeau se resultate wat in 1849 verkry is, was 5% hoër.

Van 1928 tot 1945 die spoed van lig in 'n vakuum, soos dit geblyk het, was 20 km / s minder as voor en na hierdie tydperk.

In die laat 40's. die waarde van hierdie konstante het weer begin toeneem. Dit is nie verbasend dat toe nuwe metings hoër waardes van hierdie konstante begin gee het, eers 'n mate van verwarring onder wetenskaplikes ontstaan het nie. Die nuwe waarde blyk ongeveer 20 km/s hoër te wees as die vorige, dit wil sê redelik naby aan die een wat in 1927 gestig is. Sedert 1950 het die resultate van alle metings van hierdie konstante weer baie naby aan elkeen geblyk te wees. ander (Fig. 15). Dit bly net om te spekuleer hoe lank die eenvormigheid van die resultate gehandhaaf sou gewees het as metings voortgesit is. Maar in die praktyk, in 1972, is die amptelike waarde van die spoed van lig in 'n vakuum aangeneem, en verdere navorsing is gestaak.

In eksperimente wat deur Dr. Lijun Wang by die NEC-navorsingsinstituut in Princeton, is verrassende resultate verkry. Die eksperiment het bestaan uit die stuur van ligpulse deur 'n houer gevul met spesiaal behandelde sesiumgas. Die eksperimentele resultate blyk fenomenaal te wees - die spoed van ligpulse het geblyk te wees 300 (driehonderd) keermeer as die toelaatbare spoed van die Lorentz-transformasies (2000)!

In Italië het 'n ander groep fisici van die Italiaanse Nasionale Navorsingsraad, in hul eksperimente met mikrogolwe (2000), die spoed van hul voortplanting na 25%meer as die toelaatbare spoed volgens A. Einstein …

Die interessantste was dat Einshein bewus was van die wisselvalligheid van die spoed van lig:

Uit skoolhandboeke weet almal van die bevestiging van Einstein se teorie deur die Michelson-Morley-eksperimente. Maar feitlik niemand weet dat in die interferometer, wat in die Michelson-Morley-eksperimente gebruik is, lig in totaal 'n afstand van 22 meter afgelê het nie. Daarbenewens is die eksperimente uitgevoer in die kelder van 'n klipgebou, feitlik op seevlak. Verder is die eksperimente vir vier dae (8, 9, 11 en 12 Julie) in 1887 uitgevoer. Gedurende hierdie dae is data van die interferometer vir so lank as 6 uur geneem, en daar was absoluut 36 draaie van die toestel. En op hierdie eksperimentele basis, soos op drie walvisse, berus die bevestiging van die "korrektheid" van beide die spesiale en algemene relatiwiteitsteorie van A. Einstein.

Die feite is natuurlik ernstige sake. Kom ons gaan dus na die feite. Amerikaanse fisikus Dayton Miller(1866-1941) in 1933 in die vaktydskrif Reviews of Modern Physics die resultate van sy eksperimente op die sogenaamde eterdrywing vir 'n tydperk van meer as twintig jaarnavorsing, en in al hierdie eksperimente het hy positiewe resultate gekry ter bevestiging van die bestaan van die eterwind. Hy het sy eksperimente in 1902 begin en dit in 1926 voltooi. Vir hierdie eksperimente het hy 'n interferometer geskep met 'n totale straalpad van 64meter. Dit was die mees volmaakte interferometer van daardie tyd, ten minste drie keer meer sensitief as die interferometer wat in hul eksperimente deur A. Michelson en E. Morley gebruik is. Die interferometermetings is op verskillende tye van die dag, op verskillende tye van die jaar geneem. Die lesings van die instrument is meer as 200 000 duisend keer geneem, en meer as 12 000 draaie van die interferometer is gemaak. Hy het periodiek sy interferometer tot bo-op Mount Wilson (6 000 voet bo seespieël – meer as 2 000 meter) gelig, waar, soos hy aangeneem het, die eterwindspoed hoër was.

Dayton Miller het briewe aan A. Einstein geskryf. In een van sy briewe het hy berig oor die resultate van sy vier-en-twintig jaar van werk, wat die teenwoordigheid van die eterwind bevestig. A. Einstein het baie skepties op hierdie brief gereageer en bewyse geëis, wat aan hom voorgelê is. Toe … geen antwoord nie.

Fragment van die artikel The Theory of the Universe and Objective Reality

Konstante plank

Planck se konstante (h) is 'n fundamentele konstante van kwantumfisika en bring die stralingsfrekwensie (υ) in verband met die energiekwantum (E) in ooreenstemming met die formule E-hυ. Dit het die dimensie van aksie (dit is die produk van energie en tyd).

Ons word vertel dat kwantumteorie 'n model van briljante sukses en verstommende akkuraatheid is: "Die wette wat ontdek is in die beskrywing van die kwantumwêreld (…) is die mees getroue en akkurate gereedskap wat ooit gebruik is om die Natuur suksesvol te beskryf en te voorspel. In sommige gevalle, is die saamval tussen teoretiese voorspelling en die werklik verkry resultaat so akkuraat dat die verskille nie een biljoenste deel oorskry nie."

Ek het sulke stellings so dikwels gehoor en gelees dat ek gewoond is om te glo dat die numeriese waarde van Planck se konstante tot binne die verste desimale plek bekend moet wees. Dit blyk dat dit so is: jy moet net in een of ander naslaanboek oor hierdie onderwerp kyk. Die illusie van akkuraatheid sal egter verdwyn as jy die vorige uitgawe van dieselfde gids oopmaak. Oor die jare het die amptelik erkende waarde van hierdie "fundamentele konstante" verander, wat 'n neiging tot 'n geleidelike toename toon.

Die maksimum verandering in die waarde van Planck se konstante is van 1929 tot 1941 opgemerk, toe die waarde daarvan met meer as 1% toegeneem het. Hierdie toename is in 'n groot mate veroorsaak deur 'n beduidende verandering in die eksperimenteel gemete elektronlading, dws metings van die Planck-konstante gee nie direkte waardes van hierdie konstante nie, aangesien dit nodig is om die grootte van hierdie konstante te bepaal. die lading en die massa van die elektron. As een of selfs meer so albei die laaste konstantes hul waardes verander, verander die waarde van Planck se konstante ook.

Fyn struktuur konstant

Sommige fisici beskou die fyn struktuur konstante as een van die belangrikste kosmiese getalle wat kan help om die verenigde teorie te verduidelik.

Metings wat by die Lund Observatory (Swede) deur professor Svenerik Johansson en sy nagraadse student Maria Aldenius in samewerking met die Engelse fisikus Michael Murphy (Cambridge) uitgevoer is, het getoon dat nog 'n dimensielose konstante, die sogenaamde fynstruktuurkonstante, ook met verloop van tyd verander. Hierdie hoeveelheid, gevorm uit die kombinasie van die spoed van lig in 'n vakuum, 'n elementêre elektriese lading en Planck se konstante, is 'n belangrike parameter wat die sterkte kenmerk van die elektromagnetiese interaksie wat die deeltjies van 'n atoom bymekaar hou.

Om te verstaan of die fyn struktuurkonstante oor tyd verskil, het wetenskaplikes die lig wat van verre kwasars afkomstig is – superhelder voorwerpe wat miljarde ligjare van die Aarde af geleë is – vergelyk met laboratoriummetings. Wanneer lig wat deur kwasars uitgestraal word deur wolke kosmiese gas beweeg, word 'n aaneenlopende spektrum gevorm met donker lyne wat wys hoe die verskillende chemiese elemente waaruit die gas bestaan lig absorbeer. Nadat hulle die sistematiese verskuiwings in die posisies van die lyne bestudeer het en dit met die resultate van laboratoriumeksperimente vergelyk het, het die navorsers tot die gevolgtrekking gekom dat die gesoekte konstante veranderinge ondergaan. Vir 'n gewone man op straat lyk dit dalk nie baie betekenisvol nie: slegs 'n paar miljoenste van 'n persent oor 6 biljoen jaar, maar in die presiese wetenskappe, soos jy weet, is daar geen kleinighede nie.

"Ons kennis van die Heelal is op baie maniere onvolledig," sê professor Johansson. "Dit bly onbekend waaruit 90% van die materie in die Heelal bestaan - die sogenaamde" donker materie. "Daar is verskillende teorieë oor wat gebeur het. na die Oerknal. Daarom kom nuwe kennis altyd handig te pas, selfs al strook dit nie met die huidige konsep van die heelal nie."