Hvordan fysiske konstanter har ændret sig over tid

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

De officielle værdier af konstanterne har ændret sig selv i løbet af de sidste par årtier. Men hvis målingerne viser en afvigelse fra den forventede værdi af konstanten, hvilket ikke er så sjældent, anses resultaterne for at være en eksperimentel fejl. Og kun sjældne videnskabsmænd tør gå imod det etablerede videnskabelige paradigme og erklære universets heterogenitet.

Gravitationskonstant

Tyngdekonstanten (G) optrådte første gang i Newtons tyngdekraftsligning, ifølge hvilken tyngdekraftens vekselvirkning mellem to legemer er lig med forholdet mellem produktet af masserne af disse vekselvirkende legemer ganget med det til kvadratet af afstanden mellem dem. Værdien af denne konstant er blevet målt mange gange, siden den først blev bestemt i et præcisionseksperiment af Henry Cavendish i 1798.

I den indledende fase af målingerne blev der observeret en signifikant spredning af resultaterne, og derefter blev der observeret en god konvergens af de opnåede data. Ikke desto mindre, selv efter 1970, varierer de "bedste" resultater fra 6,6699 til 6,6745, det vil sige spredningen er 0,07%.

Af alle de kendte grundkonstanter er det gravitationskonstantens numeriske værdi, der bestemmes med mindst nøjagtighed, selvom betydningen af denne værdi næppe kan overvurderes. Alle forsøg på at afklare den nøjagtige betydning af denne konstant var mislykkede, og alle målinger forblev i et for stort område af mulige værdier. Det faktum, at nøjagtigheden af den numeriske værdi af gravitationskonstanten stadig ikke overstiger 1/5000, definerede redaktøren af tidsskriftet "Nature" som "en plet af skam på fysikkens ansigt."

I begyndelsen af 80'erne. Frank Stacy og hans kolleger målte denne konstant i dybe miner og boringer i Australien, og den værdi, han opnåede, var omkring 1 % højere end den officielle værdi, der i øjeblikket accepteres.

Lysets hastighed i et vakuum

Ifølge Einsteins relativitetsteori er lysets hastighed i et vakuum en absolut konstant. De fleste moderne fysiske teorier er baseret på dette postulat. Derfor er der en stærk teoretisk skævhed imod at overveje spørgsmålet om en mulig ændring i lysets hastighed i et vakuum. Under alle omstændigheder er dette spørgsmål i øjeblikket officielt lukket. Siden 1972 er lysets hastighed i et vakuum blevet erklæret konstant per definition og anses nu for at være lig med 299792,458 ± 0,0012 k/s.

Som i tilfældet med gravitationskonstanten var de tidligere målinger af denne konstant væsentligt forskellige fra den moderne, officielt anerkendte værdi. For eksempel udledte Roemer i 1676 en værdi, der var 30 % lavere end den nuværende, og Fizeaus resultater opnået i 1849 var 5 % højere.

Fra 1928 til 1945 lysets hastighed i et vakuum, som det viste sig, var 20 km/s mindre end før og efter denne periode.

I slutningen af 40'erne. værdien af denne konstant begyndte at stige igen. Det er ikke overraskende, at da nye målinger begyndte at give højere værdier af denne konstant, opstod der først en vis forvirring blandt videnskabsmænd. Den nye værdi viste sig at være omkring 20 km/s højere end den forrige, det vil sige ret tæt på den, der blev etableret i 1927. Siden 1950 viste resultaterne af alle målinger af denne konstant sig igen at være meget tæt på hver andet (fig. 15). Det er kun tilbage at spekulere i, hvor længe ensartetheden af resultaterne ville have været opretholdt, hvis målingerne blev fortsat. Men i praksis, i 1972, blev den officielle værdi af lysets hastighed i et vakuum vedtaget, og yderligere forskning blev stoppet.

I eksperimenter udført af Dr. Lijun Wang ved NEC-forskningsinstituttet i Princeton, blev der opnået overraskende resultater. Forsøget bestod i at sende lysimpulser gennem en beholder fyldt med specialbehandlet cæsiumgas. De eksperimentelle resultater viste sig at være fænomenale - hastigheden af lysimpulser viste sig at være 300 (tre hundrede) gangemere end den tilladte hastighed fra Lorentz-transformationerne (2000)!

I Italien opnåede en anden gruppe fysikere fra det italienske nationale forskningsråd i deres eksperimenter med mikrobølger (2000) hastigheden af deres udbredelse til 25%mere end den tilladte hastighed ifølge A. Einstein …

Mest interessant var Einshein opmærksom på flygtigheden af lysets hastighed:

Fra skolebøger kender alle til bekræftelsen af Einsteins teori ved Michelson-Morley-eksperimenterne. Men praktisk talt ingen ved, at i interferometeret, som blev brugt i Michelson-Morley-eksperimenterne, rejste lyset i alt en afstand på 22 meter. Derudover blev forsøgene udført i kælderen af en stenbygning, praktisk talt på havoverfladen. Yderligere blev eksperimenterne udført i fire dage (8., 9., 11. og 12. juli) i 1887. I løbet af disse dage blev data fra interferometeret taget i så længe som 6 timer, og der var absolut 36 drejninger af enheden. Og på dette eksperimentelle grundlag, som på tre hvaler, hviler bekræftelsen af "rigtigheden" af både A. Einsteins særlige og generelle relativitetsteori.

Kendsgerningerne er selvfølgelig alvorlige sager. Lad os derfor vende os til fakta. amerikansk fysiker Dayton Miller(1866-1941) i 1933 offentliggjort i tidsskriftet Reviews of Modern Physics resultaterne af hans eksperimenter på den såkaldte æterdrift i en periode på mere end Tyve årforskning, og i alle disse eksperimenter fik han positive resultater som bekræftelse af eksistensen af den æteriske vind. Han begyndte sine eksperimenter i 1902 og afsluttede dem i 1926. Til disse eksperimenter skabte han et interferometer med en samlet strålevej på 64meter. Det var det mest perfekte interferometer på den tid, mindst tre gange mere følsomt end det interferometer, der blev brugt i deres eksperimenter af A. Michelson og E. Morley. Interferometermålingerne blev taget på forskellige tidspunkter af dagen, på forskellige tidspunkter af året. Aflæsningerne fra instrumentet blev taget mere end 200.000 tusinde gange, og mere end 12.000 drejninger af interferometeret blev foretaget. Han hævede periodisk sit interferometer til toppen af Mount Wilson (6.000 fod over havets overflade - mere end 2.000 meter), hvor, som han antog, ætervindhastigheden var højere.

Dayton Miller skrev breve til A. Einstein. I et af sine breve rapporterede han om resultaterne af hans 24 års arbejde, hvilket bekræftede tilstedeværelsen af den æteriske vind. A. Einstein reagerede meget skeptisk på dette brev og krævede beviser, som blev præsenteret for ham. Så … intet svar.

Fragment af artiklen The Theory of the Universe and Objective Reality

Konstant planke

Plancks konstant (h) er en grundlæggende konstant for kvantefysikken og relaterer strålingsfrekvensen (υ) til energikvanten (E) i overensstemmelse med formlen E-hυ. Det har dimensionen handling (det vil sige produktet af energi og tid).

Vi får at vide, at kvanteteori er en model for strålende succes og forbløffende nøjagtighed: "De love, der blev opdaget i beskrivelsen af kvanteverdenen (…) er de mest trofaste og nøjagtige værktøjer, der nogensinde er blevet brugt til at beskrive og forudsige naturen med succes. I nogle tilfælde, er sammenfaldet mellem teoretisk forudsigelse og det faktisk opnåede resultat så nøjagtigt, at uoverensstemmelserne ikke overstiger en milliarddel."

Jeg har hørt og læst sådanne udsagn så ofte, at jeg er vant til at tro, at den numeriske værdi af Plancks konstant burde være kendt med den fjerneste decimal. Det ser ud til, at det er sådan: du skal bare kigge i en eller anden opslagsbog om dette emne. Illusionen om nøjagtighed vil dog forsvinde, hvis du åbner den forrige udgave af den samme guide. Gennem årene har den officielt anerkendte værdi af denne "fundamentale konstant" ændret sig, hvilket viser en tendens til en gradvis stigning.

Den maksimale ændring i værdien af Plancks konstant blev noteret fra 1929 til 1941, hvor dens værdi steg med mere end 1%. Denne stigning var i vid udstrækning forårsaget af en signifikant ændring i den eksperimentelt målte elektronladning, dvs. målinger af Planck-konstanten giver ikke direkte værdier af denne konstant, da det ved bestemmelse af den er nødvendigt at kende størrelsen af elektronens ladning og masse. Hvis en eller endda flere af begge de sidste konstanter ændrer deres værdier, ændres værdien af Plancks konstant også.

Fin struktur konstant

Nogle fysikere betragter den fine struktur konstant som et af de vigtigste kosmiske tal, der kan hjælpe med at forklare den forenede teori.

Målinger udført ved Lund Observatory (Sverige) af professor Svenerik Johansson og hans kandidatstuderende Maria Aldenius i samarbejde med den engelske fysiker Michael Murphy (Cambridge) har vist, at en anden dimensionsløs konstant, den såkaldte finstrukturkonstant, også ændrer sig over tid.. Denne størrelse, dannet af kombinationen af lysets hastighed i et vakuum, en elementær elektrisk ladning og Plancks konstant, er en vigtig parameter, der karakteriserer styrken af den elektromagnetiske vekselvirkning, der holder partiklerne i et atom sammen.

For at forstå, om den fine struktur konstant varierer over tid, sammenlignede forskerne lyset, der kommer fra fjerne kvasarer - superlyse objekter placeret milliarder af lysår fra Jorden - med laboratoriemålinger. Når lys udsendt af kvasarer passerer gennem skyer af kosmisk gas, dannes der et kontinuerligt spektrum med mørke linjer, der viser, hvordan de forskellige kemiske grundstoffer, der udgør gassen, absorberer lys. Efter at have studeret de systematiske skift i linjernes positioner og sammenlignet dem med resultaterne af laboratorieforsøg kom forskerne til den konklusion, at den søgte konstant undergår ændringer. For en almindelig mand på gaden virker de måske ikke særlig betydningsfulde: kun et par milliontedele af en procent over 6 milliarder år, men i de eksakte videnskaber er der som bekendt ingen bagateller.

"Vores viden om universet er ufuldstændig på mange måder," siger professor Johansson. "Det er stadig uvist, hvad 90 % af stoffet i universet er lavet af - det såkaldte" mørke stof. "Der er forskellige teorier om, hvad der skete. efter Big Bang. Derfor kommer ny viden altid godt med, selvom den ikke stemmer overens med det nuværende koncept om universet."