Убакыттын өтүшү менен физикалык константалар кандайча өзгөргөн

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-16 16:10

Константалардын расмий баалуулуктары акыркы бир нече он жылдыкта да өзгөрдү. Бирок өлчөөлөр константалардын күтүлгөн маанисинен четтөөлөрдү көрсөтсө, бул анча сейрек эмес, натыйжалар эксперименталдык ката деп эсептелет. Ал эми сейрек окумуштуулар гана калыптанып калган илимий парадигмага каршы чыгып, Ааламдын гетерогендүүлүгүн жарыялоого батынышат.

Гравитациялык константа

Тартылуу константасы (G) биринчи жолу Ньютондун тартылуу теңдемесинде пайда болгон, ага ылайык эки дененин тартылуу аракетинин күчү бул өз ара аракеттенүүчү денелердин массаларынын көбөйтүлгөн катышынын ортосундагы аралыктын квадратына барабар. алар. Бул константтын мааниси биринчи жолу 1798-жылы Генри Кавендиш тарабынан так экспериментте аныкталгандан бери көп жолу өлчөнгөн.

Өлчөөлөрдүн баштапкы этабында жыйынтыктардын олуттуу чачырандылыгы байкалган, андан кийин алынган маалыматтардын жакшы конвергенциясы байкалган. Ошого карабастан, 1970-жылдан кийин да "эң жакшы" жыйынтыктар 6,6699дан 6,6745ке чейин, башкача айтканда, таралышы 0,07%ды түзөт.

Бардык белгилүү фундаменталдык константалардын ичинен эң аз тактык менен аныкталуучу гравитациялык константтын сандык мааниси, бирок бул чоңдуктун маанисин ашыкча баалоого болбойт. Бул константанын так маанисин тактоо аракеттеринин баары ийгиликсиз болуп, бардык өлчөөлөр мүмкүн болгон маанилердин өтө чоң диапазонунда калды. Гравитациялык константтын сандык маанисинин тактыгы дагы эле 1/5000ден ашпагандыгын «Натур» журналынын редактору «физиканын бетиндеги уят так» деп аныктаган.

80-жылдардын башында. Фрэнк Стейси жана анын кесиптештери Австралиядагы терең шахталарда жана скважиналарда бул константты өлчөгөн жана ал алган маани учурда кабыл алынган расмий мааниден болжол менен 1% жогору болгон.

Вакуумдагы жарыктын ылдамдыгы

Эйнштейндин салыштырмалуулук теориясына ылайык, вакуумдагы жарыктын ылдамдыгы абсолюттук константа. Көпчүлүк заманбап физикалык теориялар ушул постулатка негизделген. Демек, вакуумда жарыктын ылдамдыгынын мүмкүн болуучу өзгөрүшү жөнүндөгү маселени кароого каршы күчтүү теориялык көз караш бар. Кандай болгон күндө да бул суроо учурда расмий түрдө жабык. 1972-жылдан бери вакуумдагы жарыктын ылдамдыгы аныктама боюнча туруктуу деп жарыяланып, азыр 299792,458 ± 0,0012 к/с барабар деп эсептелет.

Гравитациялык константадагыдай эле, бул туруктуулуктун мурунку өлчөөлөрү заманбап, расмий таанылган мааниден бир топ айырмаланган. Мисалы, 1676-жылы Ромер азыркыдан 30% төмөн болгон маанини чыгарган, ал эми Физо 1849-жылы алган натыйжалары 5% жогору болгон.

1928-жылдан 1945-жылга чейин вакуумдагы жарыктын ылдамдыгы, белгилүү болгондой, бул мезгилге чейинки жана андан кийинкиге караганда 20 км / с азыраак болгон.

40-жылдардын аягында. бул константтын мааниси кайра жогорулай баштады. Жаңы өлчөөлөр бул туруктуулуктун жогору маанилерин бере баштаганда, алгач илимпоздор арасында кандайдыр бир таң калуулар пайда болгондугу таң калыштуу эмес. Жаңы маани мурункуга караганда болжол менен 20 км/сек жогору болуп чыкты, башкача айтканда 1927-жылы белгиленгенге абдан жакын. 1950-жылдан бери бул константаны өлчөөлөрдүн жыйынтыгы кайрадан ар бирине абдан жакын болуп чыкты. башка (сүр. 15). Эгерде өлчөөлөр улантылса, натыйжалардын бирдейлиги канча убакытка чейин сакталып калмак деген божомол гана калды. Бирок иш жүзүндө 1972-жылы жарыктын вакуумдагы ылдамдыгынын расмий мааниси кабыл алынып, андан аркы изилдөөлөр токтотулган.

Доктор тарабынан жүргүзүлгөн эксперименттерде. Принстондогу NEC изилдөө институтунда Лиджун Ванг таң калыштуу натыйжаларга жетишти. Эксперимент жарык импульстарын атайын иштетилген цезий газы менен толтурулган контейнерден өткөрүүдөн турган. Эксперименттин натыйжалары укмуштуудай болуп чыкты - жарык импульстарынын ылдамдыгы болуп чыкты 300 (үч жүз) эсе Лоренц трансформациясынан (2000) уруксат берилген ылдамдыктан жогору!

Италияда, Италиянын Улуттук Изилдөө Кеңешинин физиктеринин дагы бир тобу микротолкундар менен жасаган эксперименттеринде (2000) алардын таралуу ылдамдыгын 25% А. Эйнштейн боюнча уруксат берилген ылдамдыктан ашык …

Эң кызыгы, Эйншейн жарыктын ылдамдыгынын өзгөрмөлүүлүгүн билген:

Мектеп окуу китептеринен бардыгы Эйнштейндин теориясын Михельсон-Морли эксперименттери менен ырастаганын билишет. Бирок Михельсон-Морли эксперименттеринде колдонулган интерферометрде жарык жалпысынан 22 метр аралыкты басып өткөнүн дээрлик эч ким билбейт. Мындан тышкары, эксперименттер иш жүзүндө деңиз деңгээлинде, таш имараттын жер төлөсүндө жүргүзүлгөн. Андан ары эксперименттер 1887-жылы төрт күн бою (8, 9, 11 жана 12-июлда) жүргүзүлгөн. Бул кундердун ичинде интерферометрден алынган маалыматтар 6 саатка чейин алынган жана аппараттын 36 жолу айлануусу болгон. Жана үч киттегидей эле ушул эксперименттик базада А. Эйнштейндин атайын да, жалпы салыштырмалуулук теориясынын да «тууралыгын» ырастоо таянат.

Фактылар, албетте, олуттуу маселелер. Андыктан фактыларга кайрылалы. Америкалык физик Дейтон Миллер(1866-1941) 1933-жылы "Review of Modern Physics" журналында эфирдик дрейф деп аталгандан ашык убакытка жасаган эксперименттеринин натыйжаларын жарыялаган. жыйырма жыл изилдөөлөр жана бул эксперименттердин бардыгында ал эфирдик шамалдын бар экендигин ырастаган оң натыйжаларды алган. Ал эксперименттерди 1902-жылы баштап, 1926-жылы аяктаган. Бул эксперименттер үчүн ал жалпы нур жолу менен интерферометрди жараткан 64 метр. Ал ошол кездеги эң кемчиликсиз интерферометр болгон, А. Мишельсон жана Э. Морли эксперименттеринде колдонгон интерферометрден кеминде үч эсе сезгич болгон. Интерферометрдик өлчөөлөр сутканын ар кайсы мезгилдеринде, жылдын ар кайсы мезгилдеринде алынган. Прибордон көрсөткүчтөр 200 000 миңден ашык жолу алынган, интерферометрдин 12 000ден ашык айлануусу жасалган. Ал мезгил-мезгили менен интерферометрин Вильсон тоосунун чокусуна көтөргөн (деңиз деңгээлинен 6000 фут - 2000 метрден ашык), ал жерде, ал болжолдогондой, эфир шамалынын ылдамдыгы жогору болгон.

Дейтон Миллер А. Эйнштейнге кат жазган. Каттарынын биринде ал езунун жыйырма терт жылдык эмгегинин жы-йынтыктары женунде рапорт берип, эфир желинин бар экендигин ырастаган. А. Эйнштейн бул катка абдан ишенбөөчүлүк менен жооп берип, ага көрсөтүлгөн далилдерди талап кылган. Анан… жооп жок.

«Аалам теориясы жана объективдүү чындык» деген макаланын фрагменти

Констант Планк

Планк туруктуусу (h) кванттык физиканын негизги константасы болуп саналат жана E-hυ формуласына ылайык нурлануу жыштыгын (υ) энергия квантына (E) байланыштырат. Анын иш-аракет өлчөмү бар (башкача айтканда, энергия менен убакыттын продуктусу).

Бизге кванттык теория жаркыраган ийгиликтин жана укмуштуудай тактыктын үлгүсү экени айтылат: Кванттык дүйнөнү сүрөттөөдө ачылган мыйзамдар (…) Табиятты ийгиликтүү сүрөттөө жана алдын ала айтуу үчүн колдонулган эң ишенимдүү жана так куралдар. учурларда, теориялык болжолдоо менен иш жүзүндө алынган натыйжанын дал келиши ушунчалык так болгондуктан, карама-каршылыктар миллиарддан бир бөлүгүнөн ашпайт.

Мен мындай билдирүүлөрдү ушунчалык көп угуп жана окуп жүргөндүктөн, Планктын константасынын сандык мааниси эң алыскы ондук белгинин ичинде белгилүү болушу керек деп ишенүүгө көнүп калдым. Бул ошондой окшойт: сиз жөн гана бул тема боюнча кандайдыр бир маалымдама китебин карап чыгуу керек. Бирок, ошол эле колдонмонун мурунку басылышын ачсаңыз, тактык иллюзиясы жок болот. Жылдар бою бул "фундаменталдык константтын" расмий таанылган мааниси өзгөрүп, акырындык менен өсүү тенденциясын көрсөтүп турат.

Планк константасынын маанисинин максималдуу өзгөрүшү 1929-жылдан 1941-жылга чейин белгиленген, ал кезде анын мааниси 1% дан ашык өскөн. Көбүнчө бул көбөйүү эксперименталдык түрдө өлчөнгөн электрон зарядынын олуттуу өзгөрүшү менен шартталган, б.а. Планк константасынын өлчөөлөрү бул константтын түз маанилерин бербейт, анткени аны аныктоодо анын чоңдугун билүү зарыл. электрондун заряды жана массасы. Эгерде акыркы константалардын экөө тең бир же бир нечеси өз маанилерин өзгөртсө, Планк туруктуусунун мааниси да өзгөрөт.

Майда структура туруктуу

Кээ бир физиктер бирдиктүү теорияны түшүндүрүүгө жардам бере турган негизги космостук сандардын бири катары майда түзүмүн туруктуу деп эсептешет.

Лунд обсерваториясында (Швеция) профессор Свенерик Йоханссон жана анын аспиранты Мария Альдениус англиялык физик Майкл Мерфи (Кембридж) менен биргелешип жүргүзгөн өлчөөлөр дагы бир өлчөмсүз туруктуулуктун, майда структура константасынын да убакыттын өтүшү менен өзгөрөрүн көрсөттү.. Вакуумдагы жарыктын ылдамдыгынын, элементардык электр зарядынын жана Планк туруктуусунун айкалышынан пайда болгон бул чоңдук атомдун бөлүкчөлөрүн чогуу кармап турган электромагниттик өз ара аракеттенүүнүн күчүн мүнөздөгөн маанилүү параметр болуп саналат.

Убакыттын өтүшү менен жакшы структура константасы өзгөрүп турабы же жокпу түшүнүү үчүн окумуштуулар алыскы квазарлардан - Жерден миллиарддаган жарык жылы жайгашкан супер жаркыраган объекттерден келген жарыкты лабораториялык өлчөөлөр менен салыштырышты. Квазарлар чыгарган жарык космостук газ булуттары аркылуу өткөндө, газды түзгөн ар кандай химиялык элементтер жарыкты кантип сиңирип алгандыгын көрсөткөн караңгы сызыктар менен үзгүлтүксүз спектр түзүлөт. Линиялардын позицияларынын системалуу жылыштарын изилдеп, аларды лабораториялык эксперименттердин натыйжалары менен салыштырып, изилдөөчүлөр изделген константа өзгөрүүлөргө дуушар болууда деген тыянакка келишкен. Көчөдөгү карапайым адам үчүн алар анча деле маанилүү эместей сезилиши мүмкүн: 6 миллиард жылдан ашуун пайыздын миллиондон бир бөлүгү гана, бирок так илимдерде, сиз билгендей, майда-чүйдө нерселер жок.

"Биздин аалам жөнүндөгү билимибиз көп жагынан толук эмес, - дейт профессор Йоханссон. - Ааламдагы материянын 90% эмнеден турганы белгисиз бойдон калууда - "караңгы материя" деп аталган нерсе. Эмне болгонуна байланыштуу ар кандай теориялар бар. Чоң жарылуудан кийин. Ошондуктан, жаңы билимдер ааламдын учурдагы концепциясына туура келбесе да, ар дайым пайдалуу болот.