Kako su se fizičke konstante mijenjale tokom vremena

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Zvanične vrijednosti konstanti su se promijenile čak i u posljednjih nekoliko decenija. Ali ako mjerenja pokažu odstupanje od očekivane vrijednosti konstante, što nije tako rijetko, rezultati se smatraju eksperimentalnom greškom. I samo se rijetki naučnici usuđuju da krenu protiv utvrđene naučne paradigme i proglase heterogenost Univerzuma.

Gravitaciona konstanta

Gravitaciona konstanta (G) se prvi put pojavila u Newtonovoj jednadžbi gravitacije, prema kojoj je sila gravitacijske interakcije dvaju tijela jednaka omjeru proizvoda masa ovih tijela u interakciji pomnoženog s njom i kvadrata udaljenosti između dva tijela. njima. Vrijednost ove konstante mjerena je mnogo puta otkako ju je prvi put odredio u preciznom eksperimentu Henry Cavendish 1798. godine.

U početnoj fazi mjerenja uočeno je značajno rasipanje rezultata, a zatim je uočena dobra konvergencija dobijenih podataka. Ipak, čak i nakon 1970. godine "najbolji" rezultati se kreću od 6,6699 do 6,6745, odnosno spred je 0,07%.

Od svih poznatih fundamentalnih konstanti, numerička vrijednost gravitacijske konstante je ta koja se utvrđuje s najmanjom preciznošću, iako se važnost te vrijednosti teško može precijeniti. Svi pokušaji da se razjasni tačno značenje ove konstante bili su neuspešni, a sva merenja su ostala u prevelikom rasponu mogućih vrednosti. Činjenicu da tačnost numeričke vrednosti gravitacione konstante i dalje ne prelazi 1/5000, urednik časopisa "Nature" definisao je kao "sramnu tačku na licu fizike".

Početkom 80-ih. Frank Stacy i njegove kolege izmjerili su ovu konstantu u dubokim rudnicima i bušotinama u Australiji, a vrijednost koju je dobio bila je oko 1% veća od trenutno prihvaćene zvanične vrijednosti.

Brzina svjetlosti u vakuumu

Prema Ajnštajnovoj teoriji relativnosti, brzina svetlosti u vakuumu je apsolutna konstanta. Većina modernih fizičkih teorija zasniva se na ovom postulatu. Stoga postoji jaka teorijska pristranost protiv razmatranja pitanja moguće promjene brzine svjetlosti u vakuumu. U svakom slučaju, ovo pitanje je trenutno zvanično zatvoreno. Od 1972. godine, brzina svjetlosti u vakuumu je proglašena konstantnom po definiciji i sada se smatra jednakom 299792,458 ± 0,0012 k/s.

Kao iu slučaju gravitacione konstante, dosadašnja mjerenja ove konstante su se značajno razlikovala od moderne, zvanično priznate vrijednosti. Na primjer, 1676. Roemer je zaključio vrijednost koja je bila 30% niža od trenutne, a Fizeauovi rezultati dobiveni 1849. bili su 5% veći.

Od 1928. do 1945 brzina svjetlosti u vakuumu, kako se ispostavilo, bila je 20 km/s manja nego prije i nakon ovog perioda.

U kasnim 40-im. vrijednost ove konstante je ponovo počela rasti. Nije iznenađujuće da je, kada su nova mjerenja počela davati veće vrijednosti ove konstante, isprva došlo do zbunjenosti među naučnicima. Nova vrijednost se pokazala za oko 20 km/s viša od prethodne, odnosno prilično bliska onoj ustanovljenoj 1927. Od 1950. rezultati svih mjerenja ove konstante opet su se pokazali vrlo blizu svakom ostalo (Sl. 15). Ostaje samo da se spekuliše koliko dugo bi se ujednačenost rezultata zadržala da se merenja nastave. Ali u praksi je 1972. godine usvojena zvanična vrijednost brzine svjetlosti u vakuumu, a daljnja istraživanja su obustavljena.

U eksperimentima koje je proveo dr. Lijun Wang na NEC istraživačkom institutu u Princetonu, dobijeni su iznenađujući rezultati. Eksperiment se sastojao u propuštanju svjetlosnih impulsa kroz posudu napunjenu posebno obrađenim plinom cezijuma. Eksperimentalni rezultati su se pokazali fenomenalnimi - pokazala se brzina svjetlosnih impulsa 300 (trista) putaviše od dozvoljene brzine iz Lorentzove transformacije (2000)!

U Italiji je druga grupa fizičara iz Italijanskog Nacionalnog istraživačkog vijeća, u svojim eksperimentima s mikrovalovima (2000.), dobila brzinu njihovog širenja do 25%više od dozvoljene brzine prema A. Einsteinu…

Najzanimljivije je da je Einshein bio svjestan nestalnosti brzine svjetlosti:

Iz školskih udžbenika svi znaju za potvrdu Einsteinove teorije Michelson-Morleyevim eksperimentima. Ali praktično niko ne zna da je u interferometru, koji je korišten u Michelson-Morleyevim eksperimentima, svjetlost prešla, ukupno, udaljenost od 22 metra. Osim toga, eksperimenti su izvedeni u podrumu kamene zgrade, praktično na nivou mora. Nadalje, eksperimenti su izvedeni četiri dana (8, 9, 11. i 12. jula) 1887. godine. Ovih dana podaci sa interferometra uzimani su čak 6 sati, a bilo je apsolutno 36 okreta uređaja. I na ovoj eksperimentalnoj bazi, kao na tri kita, počiva potvrda "ispravnosti" i specijalne i opšte teorije relativnosti A. Einsteina.

Činjenice su, naravno, ozbiljne stvari. Stoga, okrenimo se činjenicama. američki fizičar Dayton Miller(1866-1941) je 1933. objavio u časopisu Reviews of Modern Physics rezultate svojih eksperimenata na tzv. driftu etera u periodu od dvadeset godinaistraživanja, te je u svim tim eksperimentima dobio pozitivne rezultate u potvrdu postojanja eteričnog vjetra. Svoje eksperimente je započeo 1902., a završio ih je 1926. godine. Za ove eksperimente napravio je interferometar sa ukupnom putanjom snopa od 64metara. Bio je to najsavršeniji interferometar tog vremena, najmanje tri puta osjetljiviji od interferometra koji su u svojim eksperimentima koristili A. Michelson i E. Morley. Interferometarska mjerenja vršena su u različito doba dana, u različito doba godine. Očitavanja sa instrumenta uzeta su više od 200.000 hiljada puta, a napravljeno je više od 12.000 okreta interferometra. Periodično je podigao svoj interferometar do vrha Mount Wilsona (6.000 stopa nadmorske visine - više od 2.000 metara), gdje je, kako je pretpostavio, brzina etarskog vjetra bila veća.

Dayton Miller je pisao pisma A. Einsteinu. U jednom od svojih pisama izvještava o rezultatima svog dvadesetčetvorogodišnjeg rada, potvrđujući prisustvo eteričnog vjetra. A. Ajnštajn je na ovo pismo odgovorio veoma skeptično i tražio dokaze, koji su mu predočeni. Onda… nema odgovora.

Fragment članka Teorija univerzuma i objektivna stvarnost

Constant Plank

Plankova konstanta (h) je osnovna konstanta kvantne fizike i povezuje frekvenciju zračenja (υ) sa kvantom energije (E) u skladu sa formulom E-hυ. Ima dimenziju akcije (tj. proizvod energije i vremena).

Rečeno nam je da je kvantna teorija model briljantnog uspjeha i zadivljujuće tačnosti: "Zakoni otkriveni u opisu kvantnog svijeta (…) su najvjerniji i najprecizniji alati ikada korišteni za uspješno opisivanje i predviđanje prirode. U nekima slučajevima, podudarnost između teoretskog predviđanja i stvarno dobijenog rezultata je toliko tačna da odstupanja ne prelaze jedan milijarditi dio."

Toliko sam često čuo i čitao takve izjave da sam navikao vjerovati da brojčana vrijednost Planckove konstante treba biti poznata do najdaljeg decimalnog mjesta. Čini se da je tako: samo trebate pogledati u neku referencu na ovu temu. Međutim, iluzija točnosti će nestati ako otvorite prethodno izdanje istog vodiča. Tokom godina, zvanično priznata vrednost ove „fundamentalne konstante“se menjala, pokazujući tendenciju postepenog povećanja.

Maksimalna promjena vrijednosti Planckove konstante zabilježena je od 1929. do 1941. godine, kada je njena vrijednost porasla za više od 1%. Ovo povećanje je u velikoj mjeri uzrokovano značajnom promjenom eksperimentalno izmjerenog naboja elektrona, odnosno mjerenja Planckove konstante ne daju direktne vrijednosti ove konstante, jer je pri njenom određivanju potrebno znati veličinu naboj i masa elektrona. Ako jedna ili čak više njih obje posljednje konstante promijene svoje vrijednosti, mijenja se i vrijednost Planckove konstante.

Konstanta fine strukture

Neki fizičari smatraju da je konstanta fine strukture jedan od glavnih kosmičkih brojeva koji mogu pomoći u objašnjenju ujedinjene teorije.

Mjerenja koja su na opservatoriji Lund (Švedska) izvršili profesor Svenerik Johansson i njegova diplomirana studentica Maria Aldenius u suradnji s engleskim fizičarem Michaelom Murphyjem (Cambridge) pokazala su da se još jedna bezdimenzionalna konstanta, takozvana konstanta fine strukture, također mijenja tokom vremena.. Ova veličina, nastala kombinacijom brzine svjetlosti u vakuumu, elementarnog električnog naboja i Planckove konstante, važan je parametar koji karakterizira snagu elektromagnetne interakcije koja drži čestice atoma zajedno.

Da bi shvatili da li konstanta fine strukture varira tokom vremena, naučnici su uporedili svetlost koja dolazi od udaljenih kvazara - super-svetlih objekata koji se nalaze milijardama svetlosnih godina od Zemlje - sa laboratorijskim merenjima. Kada svjetlost koju emituju kvazari prođe kroz oblake kosmičkog plina, formira se kontinuirani spektar s tamnim linijama koje pokazuju kako različiti kemijski elementi koji čine plin apsorbiraju svjetlost. Proučavajući sistematske pomake u pozicijama linija i upoređujući ih s rezultatima laboratorijskih eksperimenata, istraživači su došli do zaključka da se tražena konstanta mijenja. Običnom čovjeku na ulici oni možda ne izgledaju mnogo značajni: samo nekoliko milionitih dijelova procenta za 6 milijardi godina, ali u egzaktnim naukama, kao što znate, nema sitnica.

„Naše znanje o Univerzumu je na mnogo načina nepotpuno“, kaže profesor Johansson. „Ostaje nepoznato od čega se sastoji 90% materije u Univerzumu – takozvane „tamne materije“.“Postoje različite teorije o tome šta se dogodilo nakon Velikog praska. Stoga nova znanja uvijek dobro dođu, čak i ako nisu u skladu sa trenutnim konceptom univerzuma."