Kuinka fyysiset vakiot ovat muuttuneet ajan myötä

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Vakioiden viralliset arvot ovat muuttuneet jopa muutaman viime vuosikymmenen aikana. Mutta jos mittaukset osoittavat poikkeamaa vakion odotetusta arvosta, mikä ei ole niin harvinaista, tuloksia pidetään kokeellisena virheenä. Ja vain harvat tiedemiehet uskaltavat vastustaa vakiintunutta tieteellistä paradigmaa ja julistaa maailmankaikkeuden heterogeenisyyden.

Gravitaatiovakio

Gravitaatiovakio (G) esiintyi ensimmäisen kerran Newtonin painovoimayhtälössä, jonka mukaan kahden kappaleen painovoiman vuorovaikutusvoima on yhtä suuri kuin näiden vuorovaikutuksessa olevien kappaleiden massojen tulon suhde kerrottuna sillä välisen etäisyyden neliöön. niitä. Tämän vakion arvo on mitattu monta kertaa sen jälkeen, kun Henry Cavendish määritti sen ensimmäisen kerran tarkkuuskokeessa vuonna 1798.

Mittausten alkuvaiheessa havaittiin tulosten merkittävä hajonta, minkä jälkeen havaittiin saatujen tietojen hyvä konvergenssi. Siitä huolimatta jopa vuoden 1970 jälkeen "parhaat" tulokset vaihtelevat välillä 6,6699-6,6745, eli ero on 0,07%.

Kaikista tunnetuista perusvakioista juuri gravitaatiovakion numeerinen arvo määritetään vähiten tarkkuudella, vaikka tämän arvon merkitystä tuskin voi yliarvioida. Kaikki yritykset selvittää tämän vakion tarkkaa merkitystä epäonnistuivat, ja kaikki mittaukset jäivät liian suurelle mahdollisten arvojen alueelle. Se tosiasia, että gravitaatiovakion numeerisen arvon tarkkuus ei silti ylitä 1/5000, Nature-lehden toimittaja määritteli "häpeäpisteeksi fysiikan kasvoilla".

80-luvun alussa. Frank Stacy ja hänen kollegansa mittasivat tämän vakion syvissä kaivoksissa ja kaivoissa Australiassa, ja hänen saamansa arvo oli noin 1 % korkeampi kuin tällä hetkellä hyväksytty virallinen arvo.

Valon nopeus tyhjiössä

Einsteinin suhteellisuusteorian mukaan valon nopeus tyhjiössä on absoluuttinen vakio. Useimmat nykyaikaiset fysikaaliset teoriat perustuvat tähän oletukseen. Siksi on olemassa vahva teoreettinen harhakysymys valonnopeuden mahdollisesta muutoksesta tyhjiössä. Joka tapauksessa tämä kysymys on tällä hetkellä virallisesti suljettu. Vuodesta 1972 lähtien valon nopeus tyhjiössä on julistettu määritelmän mukaan vakioksi, ja sen katsotaan nyt olevan 299792,458 ± 0,0012 k/s.

Kuten gravitaatiovakion tapauksessa, tämän vakion aikaisemmat mittaukset poikkesivat merkittävästi nykyaikaisesta, virallisesti tunnustetusta arvosta. Esimerkiksi vuonna 1676 Roemer päätteli arvon, joka oli 30 % pienempi kuin nykyinen, ja Fizeaun vuonna 1849 saadut tulokset olivat 5 % korkeammat.

Vuodesta 1928 vuoteen 1945 valon nopeus tyhjiössä, kuten kävi ilmi, oli 20 km/s pienempi kuin ennen ja jälkeen tämän ajanjakson.

40-luvun lopulla. tämän vakion arvo alkoi jälleen nousta. Ei ole yllättävää, että kun uudet mittaukset alkoivat antaa korkeampia arvoja tälle vakiolle, tiedemiesten keskuudessa syntyi aluksi hämmennystä. Uusi arvo osoittautui noin 20 km/s korkeammaksi kuin edellinen, eli melko lähellä vuonna 1927 vahvistettua arvoa. Vuodesta 1950 lähtien tämän vakion kaikkien mittausten tulokset osoittautuivat jälleen hyvin lähellä kutakin. muu (kuva 15). Jää vain arvailla, kuinka kauan tulosten yhtenäisyys olisi säilynyt, jos mittauksia olisi jatkettu. Mutta käytännössä vuonna 1972 otettiin käyttöön virallinen valonnopeuden arvo tyhjiössä, ja jatkotutkimukset lopetettiin.

Kokeissa, joita suoritti Dr. Lijun Wang NEC-tutkimuslaitoksessa Princetonissa, yllättäviä tuloksia saatiin. Koe koostui valopulssien ohjaamisesta erikoiskäsitellyllä cesiumkaasulla täytetyn säiliön läpi. Kokeelliset tulokset osoittautuivat ilmiömäisiksi - valopulssien nopeus osoittautui sellaiseksi 300 (kolmesataa) kertaaenemmän kuin Lorentzin muunnosten (2000) sallittu nopeus!

Italiassa toinen ryhmä Italian kansallisen tutkimusneuvoston fyysikoita sai mikroaaltokokeissaan (2000) niiden etenemisnopeuden 25%enemmän kuin sallittu nopeus A. Einsteinin mukaan …

Mielenkiintoisinta on, että Einshein oli tietoinen valonnopeuden epävakaudesta:

Koulun oppikirjoista kaikki tietävät Einsteinin teorian vahvistuksen Michelson-Morley-kokeilla. Mutta käytännössä kukaan ei tiedä, että interferometrissä, jota käytettiin Michelson-Morley-kokeissa, valo kulki yhteensä 22 metrin matkan. Lisäksi kokeita tehtiin kivirakennuksen kellarissa, käytännössä merenpinnan tasolla. Lisäksi kokeita suoritettiin neljä päivää (8., 9., 11. ja 12. heinäkuuta) vuonna 1887. Näiden päivien aikana interferometristä otettiin tietoja peräti 6 tunnin ajalta, ja laitteessa oli ehdottomasti 36 kierrosta. Ja tällä kokeellisella pohjalla, kuten kolmella valaalla, A. Einsteinin sekä erityisen että yleisen suhteellisuusteorian "oikeuden" vahvistus perustuu.

Tosiasiat ovat tietysti vakavia asioita. Siksi käännytään tosiasioiden puoleen. Amerikkalainen fyysikko Dayton Miller(1866-1941) julkaisi vuonna 1933 Reviews of Modern Physics -lehdessä tulokset niin sanotuista eetterin ajautumisesta yli kestäneiden kokeidensa aikana. kaksikymmentä vuottatutkimusta, ja kaikissa näissä kokeissa hän sai positiivisia tuloksia eetterituulen olemassaolon vahvistamiseksi. Hän aloitti kokeensa vuonna 1902 ja sai ne päätökseen vuonna 1926. Näitä kokeita varten hän loi interferometrin, jonka säteen kokonaispolku oli 64metriä. Se oli tuon ajan täydellisin interferometri, ainakin kolme kertaa herkempi kuin A. Michelsonin ja E. Morleyn kokeissa käyttämä interferometri. Interferometrimittaukset tehtiin eri vuorokaudenaikoina, eri vuodenaikoina. Laitteen lukemat otettiin yli 200 000 tuhatta kertaa ja interferometrillä tehtiin yli 12 000 kierrosta. Hän nosti ajoittain interferometriään Mount Wilsonin huipulle (6 000 jalkaa merenpinnan yläpuolella - yli 2 000 metriä), missä, kuten hän oletti, eetterituulen nopeus oli suurempi.

Dayton Miller kirjoitti kirjeitä A. Einsteinille. Yhdessä kirjeessään hän kertoi 24 vuoden työnsä tuloksista ja vahvisti eetterituulen läsnäolon. A. Einstein vastasi tähän kirjeeseen hyvin skeptisesti ja vaati todisteita, jotka hänelle esitettiin. Sitten… ei vastausta.

Fragmentti artikkelista Universumin teoria ja objektiivinen todellisuus

Jatkuva Plank

Planckin vakio (h) on kvanttifysiikan perusvakio ja se suhteuttaa säteilytaajuuden (υ) energiakvanttiin (E) kaavan E-hυ mukaisesti. Sillä on toiminnan ulottuvuus (eli energian ja ajan tuote).

Meille kerrotaan, että kvanttiteoria on malli loistavasta menestyksestä ja hämmästyttävästä tarkkuudesta: "Kvanttimaailman kuvauksessa löydetyt lait (…) ovat uskollisimpia ja tarkimpia työkaluja, joita on koskaan käytetty onnistuneesti luonnon kuvaamiseen ja ennustamiseen. Tapauksissa teoreettisen ennusteen ja tosiasiallisesti saadun tuloksen yhteensopivuus on niin tarkka, että erot eivät ylitä yhtä miljardiosaa."

Olen kuullut ja lukenut tällaisia väitteitä niin usein, että olen tottunut uskomaan, että Planckin vakion numeerinen arvo pitäisi tietää kaukaisimman desimaalin tarkkuudella. Näyttää siltä, että se on niin: sinun täytyy vain katsoa jostain tätä aihetta käsittelevästä hakuteoksesta. Tarkkuuden illuusio kuitenkin katoaa, jos avaat saman oppaan edellisen painoksen. Vuosien mittaan tämän "perusvakion" virallisesti tunnustettu arvo on muuttunut osoittaen suuntausta asteittaiseen nousuun.

Suurin muutos Planckin vakion arvossa havaittiin vuosina 1929-1941, jolloin sen arvo nousi yli 1 %. Tämä kasvu johtui suurelta osin kokeellisesti mitatun elektronivarauksen merkittävästä muutoksesta, eli Planckin vakion mittaukset eivät anna tämän vakion suoria arvoja, koska sitä määritettäessä on tiedettävä elektronin varaus ja massa. Jos jompikumpi tai jopa useampi viimeisistä vakioista muuttaa arvoaan, muuttuu myös Planckin vakion arvo.

Hieno rakenne vakio

Jotkut fyysikot pitävät hienorakennevakiota yhtenä tärkeimmistä kosmisista luvuista, jotka voivat auttaa selittämään yhtenäisen teorian.

Professori Svenerik Johanssonin ja hänen jatko-opiskelijansa Maria Aldeniuksen yhteistyössä englantilaisen fyysikon Michael Murphyn (Cambridge) kanssa Lundin observatoriossa (Ruotsi) tekemät mittaukset ovat osoittaneet, että myös toinen dimensioimaton vakio, niin kutsuttu hienorakennevakio, muuttuu ajan myötä.. Tämä tyhjiössä vallitsevan valonnopeuden, alkusähkövarauksen ja Planckin vakion yhdistelmästä muodostuva suure on tärkeä parametri, joka kuvaa atomin hiukkasia yhdessä pitävän sähkömagneettisen vuorovaikutuksen voimakkuutta.

Ymmärtääkseen, vaihteleeko hienorakennevakio ajan myötä, tutkijat vertasivat kaukaisten kvasaarien - miljardien valovuosien päässä Maasta sijaitsevista superkirkkaista esineistä - tulevaa valoa laboratoriomittauksiin. Kun kvasaarien lähettämä valo kulkee kosmisten kaasupilvien läpi, muodostuu jatkuva spektri tummilla viivoilla, jotka osoittavat, kuinka kaasun muodostavat erilaiset kemialliset alkuaineet absorboivat valoa. Tutkittuaan viivojen paikkojen systemaattisia siirtymiä ja vertailtuaan niitä laboratoriokokeiden tuloksiin, tutkijat tulivat siihen tulokseen, että haettu vakio on muuttumassa. Tavalliselle kadun ihmiselle ne eivät ehkä vaikuta kovin merkittäviltä: vain muutama miljoonasosa prosentista 6 miljardin vuoden aikana, mutta eksaktissa tieteessä, kuten tiedätte, ei ole mitään pikkujuttuja.

"Tietämyksemme maailmankaikkeudesta on monin tavoin epätäydellistä", professori Johansson sanoo. "Ei tiedetä, mistä 90 % maailmankaikkeuden aineesta koostuu - niin sanotusta" pimeästä aineesta. "On olemassa erilaisia teorioita siitä, mitä tapahtui. Alkuräjähdyksen jälkeen. Siksi uusi tieto on aina hyödyllistä, vaikka se ei olisikaan sopusoinnussa nykyisen universumin käsityksen kanssa."