Kā laika gaitā ir mainījušās fiziskās konstantes

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Konstantu oficiālās vērtības ir mainījušās pat pēdējo desmitgažu laikā. Bet, ja mērījumi uzrāda novirzi no sagaidāmās konstantes vērtības, kas nav tik reta parādība, rezultāti tiek uzskatīti par eksperimentālu kļūdu. Un tikai reti zinātnieki uzdrošinās stāties pretī iedibinātajai zinātniskajai paradigmai un paziņot par Visuma neviendabīgumu.

Gravitācijas konstante

Gravitācijas konstante (G) pirmo reizi parādījās Ņūtona gravitācijas vienādojumā, saskaņā ar kuru divu ķermeņu gravitācijas mijiedarbības spēks ir vienāds ar šo mijiedarbojošo ķermeņu masu reizinājuma attiecību, kas reizināta ar to, un attāluma kvadrātā starp. viņiem. Šīs konstantes vērtība ir mērīta daudzas reizes, kopš to pirmo reizi noteica Henrija Kavendiša precizitātes eksperimentā 1798. gadā.

Mērījumu sākumposmā tika novērota ievērojama rezultātu izkliede, un pēc tam tika novērota laba iegūto datu konverģence. Neskatoties uz to, pat pēc 1970. gada "labākie" rezultāti ir robežās no 6,6699 līdz 6,6745, tas ir, starpība ir 0,07%.

No visām zināmajām fundamentālajām konstantēm gravitācijas konstantes skaitliskā vērtība tiek noteikta ar vismazāko precizitāti, lai gan šīs vērtības nozīmi diez vai var pārvērtēt. Visi mēģinājumi noskaidrot precīzu šīs konstantes nozīmi bija neveiksmīgi, un visi mērījumi palika pārāk lielā iespējamo vērtību diapazonā. Faktu, ka gravitācijas konstantes skaitliskās vērtības precizitāte joprojām nepārsniedz 1/5000, žurnāla "Daba" redaktors definēja kā "kaunuma vietu fizikas sejā".

80. gadu sākumā. Frenks Steisijs un viņa kolēģi mērīja šo konstanti dziļās raktuvēs un urbumos Austrālijā, un viņa iegūtā vērtība bija aptuveni par 1% augstāka nekā pašlaik pieņemtā oficiālā vērtība.

Gaismas ātrums vakuumā

Saskaņā ar Einšteina relativitātes teoriju gaismas ātrums vakuumā ir absolūta konstante. Lielākā daļa mūsdienu fizisko teoriju ir balstītas uz šo postulātu. Tāpēc pastāv spēcīga teorētiskā aizspriedze pret jautājuma izskatīšanu par iespējamām gaismas ātruma izmaiņām vakuumā. Jebkurā gadījumā šis jautājums šobrīd ir oficiāli slēgts. Kopš 1972. gada gaismas ātrums vakuumā pēc definīcijas tiek pasludināts par nemainīgu, un tagad to uzskata par vienādu ar 299792,458 ± 0,0012 k/s.

Tāpat kā gravitācijas konstantes gadījumā, arī šīs konstantes iepriekšējie mērījumi būtiski atšķīrās no mūsdienu, oficiāli atzītās vērtības. Piemēram, 1676. gadā Rīmers izsecināja vērtību, kas bija par 30% zemāka par pašreizējo, un 1849. gadā iegūtie Fizeau rezultāti bija par 5% augstāki.

No 1928. līdz 1945. gadam gaismas ātrums vakuumā, kā izrādījās, bija par 20 km/s mazāks nekā pirms un pēc šī perioda.

40. gadu beigās. šīs konstantes vērtība atkal sāka pieaugt. Nav pārsteidzoši, ka tad, kad jauni mērījumi sāka dot augstākas šīs konstantes vērtības, sākumā zinātnieku vidū radās zināms apjukums. Jaunā vērtība izrādījās par aptuveni 20 km/s augstāka nekā iepriekšējā, tas ir, diezgan tuvu 1927. gadā noteiktajam. Kopš 1950. gada visu šīs konstantes mērījumu rezultāti atkal izrādījās ļoti tuvi katram. cits (15. att.). Atliek tikai minēt, cik ilgi būtu saglabāta rezultātu viendabība, ja mērījumi tiktu turpināti. Taču praksē 1972. gadā tika pieņemta oficiālā gaismas ātruma vērtība vakuumā, un turpmākie pētījumi tika pārtraukti.

Eksperimentos, ko veica Dr. Lijun Wang NEC pētniecības institūtā Prinstonā, tika iegūti pārsteidzoši rezultāti. Eksperiments sastāvēja no gaismas impulsu izlaišanas caur konteineru, kas piepildīts ar īpaši apstrādātu cēzija gāzi. Eksperimenta rezultāti izrādījās fenomenāli – gaismas impulsu ātrums izrādījās tāds 300 (trīs simti) reizesvairāk par pieļaujamo ātrumu no Lorenca transformācijām (2000)!

Itālijā cita Itālijas Nacionālās pētniecības padomes fiziķu grupa savos eksperimentos ar mikroviļņiem (2000) ieguva to izplatīšanās ātrumu līdz 25%vairāk par pieļaujamo ātrumu pēc A. Einšteina…

Interesantākais ir tas, ka Einšeins apzinājās gaismas ātruma nepastāvību:

No skolas mācību grāmatām visi zina par Einšteina teorijas apstiprinājumu ar Miķelsona-Morlija eksperimentiem. Bet praktiski neviens nezina, ka interferometrā, kas tika izmantots Miķelsona-Morlija eksperimentos, gaisma kopumā nobrauca 22 metrus. Turklāt eksperimenti tika veikti mūra ēkas pagrabā, praktiski jūras līmenī. Turklāt eksperimenti tika veikti četras dienas (8., 9., 11. un 12. jūlijā) 1887. gadā. Šajās dienās dati no interferometra tika ņemti pat 6 stundas, un bija absolūti 36 ierīces apgriezieni. Un uz šīs eksperimentālās bāzes, tāpat kā uz trim vaļiem, balstās gan A. Einšteina īpašās, gan vispārējās relativitātes teorijas "pareizības" apstiprinājums.

Fakti, protams, ir nopietni. Tāpēc pievērsīsimies faktiem. Amerikāņu fiziķis Deitons Millers(1866-1941) 1933. gadā žurnālā Reviews of Modern Physics publicēja savu eksperimentu rezultātus par tā saukto ētera dreifēšanu ilgāk nekā divdesmit gadipētījumos, un visos šajos eksperimentos viņš saņēma pozitīvus rezultātus, apstiprinot ēteriskā vēja esamību. Viņš sāka savus eksperimentus 1902. gadā un pabeidza tos 1926. gadā. Šiem eksperimentiem viņš izveidoja interferometru ar kopējo staru kūļa ceļu 64metri. Tas bija tā laika perfektākais interferometrs, vismaz trīs reizes jutīgāks par interferometru, ko savos eksperimentos izmantoja A. Mihelsons un E. Morlijs. Interferometra mērījumi tika veikti dažādos diennakts laikos, dažādos gada laikos. Instrumenta rādījumi tika ņemti vairāk nekā 200 000 tūkstošus reižu, un tika veikti vairāk nekā 12 000 interferometra apgriezieni. Viņš periodiski pacēla savu interferometru uz Vilsona kalna virsotni (6000 pēdas virs jūras līmeņa - vairāk nekā 2000 metri), kur, kā viņš uzskatīja, ētera vēja ātrums bija lielāks.

Deitons Millers rakstīja vēstules A. Einšteinam. Vienā no savām vēstulēm viņš ziņoja par sava divdesmit četru gadu darba rezultātiem, apstiprinot ēteriskā vēja klātbūtni. A. Einšteins uz šo vēstuli atbildēja ļoti skeptiski un pieprasīja pierādījumus, kas viņam tika iesniegti. Tad… atbildes nav.

Fragments no raksta Visuma teorija un objektīvā realitāte

Konstants Planks

Planka konstante (h) ir kvantu fizikas pamatkonstante un saista starojuma frekvenci (υ) ar enerģijas kvantu (E) saskaņā ar formulu E-hυ. Tam ir darbības dimensija (tas ir, enerģijas un laika produkts).

Mums saka, ka kvantu teorija ir izcilu panākumu un pārsteidzošas precizitātes modelis: Kvantu pasaules aprakstā atklātie likumi (..) ir visuzticamākie un precīzākie instrumenti, kas jebkad izmantoti, lai sekmīgi aprakstītu un prognozētu dabu. Dažos gadījumos gadījumos sakritība starp teorētisko prognozi un faktiski iegūto rezultātu ir tik precīza, ka neatbilstības nepārsniedz vienu miljardo daļu.

Šādus apgalvojumus esmu dzirdējis un lasījis tik bieži, ka esmu pieradis uzskatīt, ka Planka konstantes skaitliskā vērtība ir jāzina ar precizitāti aiz komata. Šķiet, ka tas tā ir: jums vienkārši jāieskatās kādā uzziņu grāmatā par šo tēmu. Tomēr precizitātes ilūzija pazudīs, ja atvērsiet tās pašas rokasgrāmatas iepriekšējo izdevumu. Gadu gaitā šīs "pamatkonstantes" oficiāli atzītā vērtība ir mainījusies, parādot tendenci uz pakāpenisku pieaugumu.

Planka konstantes vērtības maksimālās izmaiņas tika novērotas no 1929. līdz 1941. gadam, kad tās vērtība pieauga par vairāk nekā 1%. Lielā mērā šo pieaugumu izraisīja būtiskas izmaiņas eksperimentāli izmērītajā elektronu lādiņā, ti, Planka konstantes mērījumi nedod tiešas šīs konstantes vērtības, jo, to nosakot, ir jāzina elektronu lādiņa lielums. elektrona lādiņš un masa. Ja viena vai pat vairākas abas pēdējās konstantes maina savas vērtības, mainās arī Planka konstantes vērtība.

Smalkas struktūras konstante

Daži fiziķi smalkās struktūras konstanti uzskata par vienu no galvenajiem kosmiskajiem skaitļiem, kas var palīdzēt izskaidrot vienoto teoriju.

Mērījumi, ko Lundas observatorijā (Zviedrija) veica profesors Sveneriks Johansons un viņa maģistrante Marija Aldeniusa sadarbībā ar angļu fiziķi Maiklu Mērfiju (Kembridža), ir parādījuši, ka laika gaitā mainās arī cita bezdimensiju konstante, tā sauktā smalkās struktūras konstante.. Šis lielums, kas veidojas no gaismas ātruma vakuumā, elementārā elektriskā lādiņa un Planka konstantes kombinācijas, ir svarīgs parametrs, kas raksturo elektromagnētiskās mijiedarbības stiprumu, kas satur atoma daļiņas kopā.

Lai saprastu, vai smalkās struktūras konstante laika gaitā mainās, zinātnieki salīdzināja gaismu, kas nāk no attāliem kvazāriem - īpaši spilgtiem objektiem, kas atrodas miljardu gaismas gadu attālumā no Zemes, ar laboratorijas mērījumiem. Kad kvazāru izstarotā gaisma iziet cauri kosmiskās gāzes mākoņiem, veidojas nepārtraukts spektrs ar tumšām līnijām, kas parāda, kā dažādi ķīmiskie elementi, kas veido gāzi, absorbē gaismu. Izpētot līniju pozīciju sistemātiskās nobīdes un salīdzinot tās ar laboratorijas eksperimentu rezultātiem, pētnieki nonāca pie secinājuma, ka meklētā konstante piedzīvo izmaiņas. Vienkāršam cilvēkam uz ielas tie var šķist ne pārāk nozīmīgi: tikai dažas miljondaļas procenta 6 miljardu gadu laikā, bet eksaktajās zinātnēs, kā zināms, sīkumu nav.

"Mūsu zināšanas par Visumu daudzējādā ziņā ir nepilnīgas," saka profesors Johansons. "Joprojām nav zināms, no kā sastāv 90% no Visuma matērijas - tā sauktās" tumšās matērijas." Ir dažādas teorijas par notikušo. pēc Lielā sprādziena. Tāpēc jaunas zināšanas vienmēr noder, pat ja tās neatbilst pašreizējai Visuma koncepcijai.