Si kanë ndryshuar konstantet fizike me kalimin e kohës

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Vlerat zyrtare të konstanteve kanë ndryshuar edhe gjatë dekadave të fundit. Por nëse matjet tregojnë një devijim nga vlera e pritur e konstantës, gjë që nuk është aq e rrallë, rezultatet konsiderohen si një gabim eksperimental. Dhe vetëm shkencëtarë të rrallë guxojnë të shkojnë kundër paradigmës së vendosur shkencore dhe të deklarojnë heterogjenitetin e Universit.

Konstante gravitacionale

Konstanta gravitacionale (G) u shfaq për herë të parë në ekuacionin e gravitetit të Njutonit, sipas të cilit forca e bashkëveprimit gravitacional të dy trupave është e barabartë me raportin e produktit të masave të këtyre trupave ndërveprues të shumëzuar prej tij me katrorin e distancës ndërmjet ato. Vlera e kësaj konstante është matur shumë herë që kur u përcaktua për herë të parë në një eksperiment me saktësi nga Henry Cavendish në 1798.

Në fazën fillestare të matjeve u vu re një shpërndarje e konsiderueshme e rezultateve dhe më pas u vërejt një konvergjencë e mirë e të dhënave të marra. Megjithatë, edhe pas vitit 1970, rezultatet “më të mira” variojnë nga 6,6699 në 6,6745, pra diferenca është 0,07%.

Nga të gjitha konstantat themelore të njohura, është vlera numerike e konstantës gravitacionale që përcaktohet me saktësinë më të vogël, megjithëse rëndësia e kësaj vlere vështirë se mund të mbivlerësohet. Të gjitha përpjekjet për të sqaruar kuptimin e saktë të kësaj konstante ishin të pasuksesshme dhe të gjitha matjet mbetën në një gamë shumë të madhe vlerash të mundshme. Fakti që saktësia e vlerës numerike të konstantës gravitacionale ende nuk e kalon 1/5000, redaktori i revistës "Nature" e përkufizoi si "një pikë turpi në fytyrën e fizikës".

Në fillim të viteve 80. Frank Stacy dhe kolegët e tij matën këtë konstante në miniera dhe gropa të thella në Australi, dhe vlera që ai mori ishte rreth 1% më e lartë se vlera zyrtare e pranuar aktualisht.

Shpejtësia e dritës në vakum

Sipas teorisë së relativitetit të Ajnshtajnit, shpejtësia e dritës në vakum është një konstante absolute. Shumica e teorive moderne fizike bazohen në këtë postulat. Prandaj, ekziston një paragjykim i fortë teorik kundër shqyrtimit të çështjes së një ndryshimi të mundshëm në shpejtësinë e dritës në vakum. Në çdo rast, kjo pyetje aktualisht është mbyllur zyrtarisht. Që nga viti 1972, shpejtësia e dritës në vakum është deklaruar konstante me përkufizim dhe tani konsiderohet e barabartë me 299792.458 ± 0.0012 k / s.

Ashtu si në rastin e konstantës gravitacionale, matjet e mëparshme të kësaj konstante ishin dukshëm të ndryshme nga vlera moderne, e njohur zyrtarisht. Për shembull, në 1676 Roemer nxori një vlerë që ishte 30% më e ulët se ajo aktuale, dhe rezultatet e Fizeau të marra në 1849 ishin 5% më të larta.

Nga viti 1928 deri në 1945 shpejtësia e dritës në vakum, siç doli, ishte 20 km / s më pak se para dhe pas kësaj periudhe.

Në fund të viteve 40. vlera e kësaj konstante filloi të rritet përsëri. Nuk është për t'u habitur që kur matjet e reja filluan të japin vlera më të larta të kësaj konstante, në fillim u shfaq një hutim midis shkencëtarëve. Vlera e re rezultoi të ishte rreth 20 km / s më e lartë se ajo e mëparshmja, domethënë mjaft afër asaj të vendosur në 1927. Që nga viti 1950, rezultatet e të gjitha matjeve të kësaj konstante përsëri rezultuan të ishin shumë afër secilës. tjetër (Fig. 15). Mbetet vetëm për të spekuluar se sa kohë do të ishte ruajtur uniformiteti i rezultateve nëse matjet do të vazhdonin. Por në praktikë, në vitin 1972, u miratua vlera zyrtare e shpejtësisë së dritës në vakum dhe kërkimet e mëtejshme u ndaluan.

Në eksperimentet e kryera nga Dr. Lijun Wang në institutin kërkimor NEC në Princeton, u morën rezultate befasuese. Eksperimenti konsistonte në kalimin e pulseve të dritës nëpër një enë të mbushur me gaz cezium të trajtuar posaçërisht. Rezultatet eksperimentale doli të ishin fenomenale - shpejtësia e pulseve të dritës doli të ishte 300 (treqind) herëmë shumë se shpejtësia e lejuar nga transformimet e Lorencit (2000)!

Në Itali, një grup tjetër fizikantësh nga Këshilli Kombëtar Italian i Kërkimeve, në eksperimentet e tyre me mikrovalët (2000), arritën shpejtësinë e përhapjes së tyre në 25%më shumë se shpejtësia e lejuar sipas A. Ajnshtajnit …

Më interesantja, Einshein ishte i vetëdijshëm për paqëndrueshmërinë e shpejtësisë së dritës:

Nga tekstet shkollore të gjithë e dinë për konfirmimin e teorisë së Ajnshtajnit nga eksperimentet Michelson-Morley. Por praktikisht askush nuk e di se në interferometrin, i cili u përdor në eksperimentet Michelson-Morley, drita udhëtoi, në total, një distancë prej 22 metrash. Përveç kësaj, eksperimentet u kryen në bodrumin e një ndërtese prej guri, praktikisht në nivelin e detit. Më tej, eksperimentet u kryen për katër ditë (8, 9, 11 dhe 12 korrik) në 1887. Gjatë këtyre ditëve, të dhënat nga interferometri janë marrë deri në 6 orë dhe ka pasur absolutisht 36 rrotullime të pajisjes. Dhe mbi këtë bazë eksperimentale, si mbi tre balena, qëndron konfirmimi i "korrektësisë" si të teorisë speciale ashtu edhe të përgjithshme të relativitetit të A. Ajnshtajnit.

Faktet, natyrisht, janë çështje serioze. Prandaj, le të kthehemi te faktet. fizikan amerikan Dejton Miller(1866-1941) në vitin 1933 botoi në revistën Reviews of Modern Physics rezultatet e eksperimenteve të tij mbi të ashtuquajturën drift eter për një periudhë prej më shumë se njëzet vjetkërkime, dhe në të gjitha këto eksperimente ai mori rezultate pozitive në konfirmimin e ekzistencës së erës eterike. Ai filloi eksperimentet e tij në 1902 dhe i përfundoi ato në 1926. Për këto eksperimente, ai krijoi një interferometër me një rrugë totale të rrezes 64metra. Ishte interferometri më i përsosur i asaj kohe, të paktën tre herë më i ndjeshëm se interferometri i përdorur në eksperimentet e tyre nga A. Michelson dhe E. Morley. Matjet e interferometrit janë marrë në kohë të ndryshme të ditës, në periudha të ndryshme të vitit. Leximet nga instrumenti u morën më shumë se 200,000 mijë herë, dhe u bënë më shumë se 12,000 kthesa të interferometrit. Ai e ngriti periodikisht interferometrin e tij në majën e malit Wilson (6000 këmbë mbi nivelin e detit - më shumë se 2000 metra), ku, siç supozoi ai, shpejtësia e erës eterike ishte më e lartë.

Dayton Miller i shkroi letra A. Ajnshtajnit. Në një nga letrat e tij, ai raportoi për rezultatet e punës së tij njëzet e katër vjeçare, duke konfirmuar praninë e erës eterike. Kësaj letre A. Ajnshtajni iu përgjigj shumë skeptik dhe kërkoi prova, të cilat iu paraqitën. Pastaj … pa përgjigje.

Fragment i artikullit Teoria e Universit dhe realiteti objektiv

Plank konstant

Konstanta e Plankut (h) është një konstante themelore e fizikës kuantike dhe lidh frekuencën e rrezatimit (υ) me kuantumin e energjisë (E) në përputhje me formulën E-hυ. Ka dimensionin e veprimit (d.m.th. produktin e energjisë dhe kohës).

Na thuhet se teoria kuantike është një model i suksesit të shkëlqyer dhe saktësisë së mahnitshme: Ligjet e zbuluara në përshkrimin e botës kuantike (…) janë mjetet më besnike dhe më të sakta të përdorura ndonjëherë për të përshkruar dhe parashikuar me sukses Natyrën. Në disa rastet, koincidenca midis parashikimit teorik dhe rezultatit të përftuar në të vërtetë është aq e saktë sa që mospërputhjet nuk e kalojnë një miliardë pjesë.

Kam dëgjuar dhe lexuar deklarata të tilla aq shpesh sa jam mësuar të besoj se vlera numerike e konstantës së Planck-ut duhet të dihet brenda shifrës dhjetore më të largët. Duket se është kështu: thjesht duhet të shikoni në ndonjë libër referimi për këtë temë. Megjithatë, iluzioni i saktësisë do të zhduket nëse hapni botimin e mëparshëm të të njëjtit udhëzues. Me kalimin e viteve, vlera e njohur zyrtarisht e kësaj "konstante themelore" ka ndryshuar, duke shfaqur një tendencë drejt rritjes graduale.

Ndryshimi maksimal në vlerën e konstantës së Planck-ut u vu re nga viti 1929 në 1941, kur vlera e saj u rrit me më shumë se 1%. Në një masë të madhe, kjo rritje u shkaktua nga një ndryshim i rëndësishëm në ngarkesën e elektronit të matur eksperimentalisht, dmth. matjet e konstantës së Plankut nuk japin vlera të drejtpërdrejta të kësaj konstante, pasi gjatë përcaktimit të saj është e nevojshme të dihet madhësia e ngarkesa dhe masa e elektronit. Nëse një ose edhe më shumë të dyja konstantat e fundit ndryshojnë vlerat e tyre, vlera e konstantës së Planck gjithashtu ndryshon.

Konstante e strukturës së imët

Disa fizikanë e konsiderojnë strukturën e imët konstante si një nga numrat kryesorë kozmikë që mund të ndihmojnë në shpjegimin e teorisë së unifikuar.

Matjet e kryera në Observatorin e Lundit (Suedi) nga profesori Svenerik Johansson dhe studentja e tij e diplomuar Maria Aldenius në bashkëpunim me fizikantin anglez Michael Murphy (Cambridge) kanë treguar se një tjetër konstante pa dimensione, e ashtuquajtura konstante e strukturës së imët, gjithashtu ndryshon me kalimin e kohës.. Kjo sasi, e formuar nga kombinimi i shpejtësisë së dritës në vakum, një ngarkese elektrike elementare dhe konstantes së Planck-ut, është një parametër i rëndësishëm që karakterizon forcën e ndërveprimit elektromagnetik që mban së bashku grimcat e një atomi.

Për të kuptuar nëse konstanta e strukturës së imët ndryshon me kalimin e kohës, shkencëtarët krahasuan dritën që vjen nga kuazarët e largët - objekte super të ndritshme të vendosura miliarda vite dritë nga Toka - me matjet laboratorike. Kur drita e emetuar nga kuazarët kalon nëpër retë e gazit kozmik, formohet një spektër i vazhdueshëm me vija të errëta që tregojnë se si elementët e ndryshëm kimikë që përbëjnë gazin thithin dritën. Duke studiuar zhvendosjet sistematike në pozicionet e linjave dhe duke i krahasuar ato me rezultatet e eksperimenteve laboratorike, studiuesit arritën në përfundimin se konstanta e kërkuar po pëson ndryshime. Për një njeri të zakonshëm në rrugë, ato mund të mos duken shumë domethënëse: vetëm disa të milionta të përqindjes gjatë 6 miliardë viteve, por në shkencat e sakta, siç e dini, nuk ka gjëra të vogla.

"Njohuria jonë për Universin është e paplotë në shumë mënyra," thotë profesori Johansson. "Mbetet e panjohur nga se përbëhet 90% e materies në Univers - e ashtuquajtura "materia e errët". Ka teori të ndryshme për atë që ndodhi. pas Big Bengut. Prandaj, njohuritë e reja vijnë gjithmonë në ndihmë, edhe nëse ato nuk janë në përputhje me konceptin aktual të universit."