Уақыт өте келе физикалық тұрақтылар қалай өзгерді

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

Тұрақты мәндердің ресми мәндері соңғы бірнеше онжылдықта да өзгерді. Бірақ егер өлшеулер константаның күтілетін мәнінен ауытқуды көрсетсе, бұл соншалықты сирек емес, нәтижелер эксперименттік қате болып саналады. Тек сирек ғалымдар ғана қалыптасқан ғылыми парадигмаға қарсы шығып, Әлемнің біркелкі еместігін жариялауға батылы барады.

Гравитациялық тұрақты

Гравитациялық тұрақты (G) алғаш рет Ньютонның ауырлық күшінің теңдеуінде пайда болды, оған сәйкес екі дененің гравитациялық әсерлесу күші осы өзара әрекеттесетін денелердің массаларының көбейтіндісінің оған көбейтілген арақашықтығының квадратына қатынасына тең. олар. Бұл тұрақтының мәні 1798 жылы Генри Кавендиштің дәлдік тәжірибесінде алғаш рет анықталғаннан бері бірнеше рет өлшенген.

Өлшеулердің бастапқы кезеңінде нәтижелердің айтарлықтай шашырауы байқалды, содан кейін алынған мәліметтердің жақсы конвергенциясы байқалды. Соған қарамастан, 1970 жылдан кейін де «ең жақсы» нәтижелер 6,6699-дан 6,6745-ке дейін ауытқиды, яғни спрэд 0,07% құрайды.

Барлық белгілі іргелі тұрақтылардың ішінен гравитациялық тұрақтының сандық мәні ең аз дәлдікпен анықталады, дегенмен бұл шаманың маңыздылығын асыра бағалау қиын. Осы тұрақтының нақты мағынасын түсіндіруге тырысқан барлық әрекеттер сәтсіз аяқталды және барлық өлшемдер мүмкін мәндердің тым үлкен ауқымында қалды. Гравитациялық тұрақтының сандық мәнінің дәлдігі әлі де 1/5000-ден аспайтынын «Табиғат» журналының редакторы «физиканың бетіндегі ұят дақ» деп анықтады.

80-жылдардың басында. Фрэнк Стейси және оның әріптестері Австралиядағы терең шахталар мен ұңғымаларда бұл тұрақтыны өлшеген және ол алған мән қазіргі уақытта қабылданған ресми мәннен шамамен 1% жоғары болды.

Вакуумдегі жарық жылдамдығы

Эйнштейннің салыстырмалылық теориясына сәйкес, вакуумдағы жарық жылдамдығы абсолютті тұрақты шама. Қазіргі физикалық теориялардың көпшілігі осы постулатқа негізделген. Сондықтан, вакуумдегі жарық жылдамдығының мүмкін өзгеруі туралы мәселені қарастыруға қарсы күшті теориялық бейімділік бар. Қалай болғанда да, бұл сұрақ қазір ресми түрде жабық. 1972 жылдан бастап вакуумдегі жарық жылдамдығы анықтама бойынша тұрақты деп жарияланды және қазір ол 299792,458 ± 0,0012 к/с тең деп есептеледі.

Гравитациялық тұрақты жағдайдағы сияқты, бұл тұрақтының бұрынғы өлшемдері қазіргі заманғы ресми танылған мәннен айтарлықтай ерекшеленді. Мысалы, 1676 жылы Ромер қазіргіден 30% төмен мәнді шығарды, ал Физоның 1849 жылы алған нәтижелері 5% жоғары болды.

1928 жылдан 1945 жылға дейін вакуумдағы жарық жылдамдығы, белгілі болғандай, осы кезеңге дейінгі және кейінгіден 20 км / с аз болды.

40-жылдардың аяғында. бұл тұрақтының мәні қайтадан өсе бастады. Жаңа өлшемдер осы константаның жоғары мәндерін бере бастағанда, ғалымдар арасында алғашында кейбір таңданулар пайда болуы таңқаларлық емес. Жаңа мән бұрынғыдан шамамен 20 км/с жоғары болды, яғни 1927 жылы белгіленгенге өте жақын. 1950 жылдан бастап бұл тұрақтының барлық өлшеулерінің нәтижелері қайтадан әрқайсысына өте жақын болып шықты. басқа (Cурет 15). Өлшемдерді жалғастырған жағдайда нәтижелердің біркелкілігі қанша уақыт сақталатынын болжау ғана қалады. Бірақ іс жүзінде 1972 жылы вакуумдағы жарық жылдамдығының ресми мәні қабылданып, одан әрі зерттеу тоқтатылды.

жүргізген эксперименттерде Dr. Принстондағы NEC ғылыми-зерттеу институтындағы Лицзюн Ван таңғаларлық нәтижелерге қол жеткізді. Эксперимент жарық импульстарын арнайы өңделген цезий газымен толтырылған контейнерден өткізуден тұрды. Эксперименттік нәтижелер керемет болып шықты – жарық импульстарының жылдамдығы болып шықты 300 (үш жүз) есе Лоренц түрлендірулеріндегі (2000) рұқсат етілген жылдамдықтан жоғары!

Италияда Италияның Ұлттық зерттеу кеңесінің физиктерінің тағы бір тобы микротолқындармен жүргізген тәжірибелерінде (2000 ж.) олардың таралу жылдамдығын алды. 25% А. Эйнштейн бойынша рұқсат етілген жылдамдықтан артық …

Ең қызығы, Эйншейн жарық жылдамдығының құбылмалылығын білген:

Мектеп оқулықтарынан барлығы Эйнштейн теориясын Мишельсон-Морли эксперименттерімен растау туралы біледі. Бірақ Мишельсон-Морли эксперименттерінде қолданылған интерферометрде жарықтың барлығы 22 метр қашықтыққа өткенін іс жүзінде ешкім білмейді. Сонымен қатар, тәжірибелер тас ғимараттың жертөлесінде, іс жүзінде теңіз деңгейінде жүргізілді. Әрі қарай эксперименттер 1887 жылы төрт күн бойы (8, 9, 11 және 12 шілде) жүргізілді. Осы күндері интерферометрден мәліметтер 6 сағатқа дейін алынды және құрылғының 36 айналымы болды. Ал осы эксперименттік негізде, үш киттегі сияқты, А. Эйнштейннің арнайы және жалпы салыстырмалық теориясының да «дұрыстығын» растау жатыр.

Фактілер, әрине, маңызды мәселелер. Сондықтан фактілерге жүгінейік. американдық физик Дейтон Миллер(1866-1941) 1933 жылы шолулар қазіргі физика журналында эфирлік дрейф деп аталатын астам уақыт бойы жүргізген тәжірибелерінің нәтижелерін жариялады. жиырма жыл зерттеулер жүргізді және осы тәжірибелердің барлығында ол эфирлік желдің бар екендігін растайтын оң нәтижелерге қол жеткізді. Ол тәжірибелерін 1902 жылы бастап, 1926 жылы аяқтады. Осы тәжірибелер үшін ол жалпы сәуле жолы бар интерферометрді жасады 64 метр. Бұл А. Мишельсон мен Э. Морли тәжірибелерінде қолданған интерферометрден кем дегенде үш есе сезімталдығы сол кездегі ең тамаша интерферометр болды. Интерферометрмен өлшеулер тәуліктің әр мезгілінде, жылдың әр мезгілінде жүргізілді. Құралдан көрсеткіштер 200 000 мыңнан астам рет алынды, интерферометрдің 12 000-нан астам айналымы жасалды. Ол интерферометрді мезгіл-мезгіл Вильсон тауының басына (теңіз деңгейінен 6000 фут биіктікте - 2000 метрден астам) көтерді, онда ол болжағандай, эфир желінің жылдамдығы жоғары болды.

Дейтон Миллер А. Эйнштейнге хаттар жазды. Ол өзінің бір хатында эфирлік желдің барын растай отырып, жиырма төрт жылдық еңбегінің нәтижесін баяндады. А. Эйнштейн бұл хатқа өте күмәнмен жауап беріп, өзіне ұсынылған дәлелдемелерді талап етті. Сонда… жауап жоқ.

«Әлем теориясы және объективті шындық» мақаласының фрагменті

Тұрақты Планк

Планк тұрақтысы (h) кванттық физиканың негізгі тұрақтысы болып табылады және E-hυ формуласына сәйкес сәулелену жиілігін (υ) энергия квантымен (E) байланыстырады. Оның әрекет өлшемі бар (яғни энергия мен уақыттың туындысы).

Бізге кванттық теорияның тамаша табыс пен таңғажайып дәлдік үлгісі екені айтылады: «Кванттық әлемді сипаттауда ашылған заңдар (…) Табиғатты сәтті сипаттау және болжау үшін бұрын-соңды пайдаланылған ең сенімді және дәл құралдар болып табылады. Кейбір жағдайларда жағдайларда, теориялық болжау мен нақты алынған нәтиже арасындағы сәйкестік соншалықты дәл, сәйкессіздіктер миллиардтан бір бөліктен аспайды ».

Мен мұндай мәлімдемелерді жиі естігенім және оқығаным сонша, мен Планк тұрақтысының сандық мәні ең алыс ондық белгінің ішінде белгілі болуы керек деп сенуге дағдыланғанмын. Бұл солай сияқты: бұл тақырып бойынша кейбір анықтамалықтарды қарау керек. Дегенмен, дәлдік иллюзиясы сол нұсқаулықтың алдыңғы басылымын ашсаңыз, жоғалады. Осы жылдар ішінде бұл «іргелі константаның» ресми мойындалған мәні өзгеріп, біртіндеп өсу тенденциясын көрсетті.

Планк тұрақтысының мәнінің максималды өзгеруі оның мәні 1%-дан астам өскен 1929 жылдан 1941 жылға дейін байқалды. Көбінесе бұл ұлғаю тәжірибелік түрде өлшенген электрон зарядының айтарлықтай өзгеруіне байланысты болды, яғни Планк тұрақтысының өлшемдері бұл тұрақтының тікелей мәндерін бермейді, өйткені оны анықтау кезінде оның шамасын білу қажет. электронның заряды мен массасы. Егер соңғы тұрақтылардың екеуі де бір немесе одан да көп мәндерін өзгертсе, Планк тұрақтысының мәні де өзгереді.

Жұқа құрылым константасы

Кейбір физиктер жұқа құрылым константасын біртұтас теорияны түсіндіруге көмектесетін негізгі ғарыштық сандардың бірі ретінде қарастырады.

Лунд обсерваториясында (Швеция) профессор Свенерик Йоханссон мен оның аспиранты Мария Альдениус ағылшын физигі Майкл Мерфимен (Кэмбридж) бірлесіп жүргізген өлшеулер басқа өлшемсіз тұрақтының, ұсақ құрылым тұрақтысы деп аталатынның да уақыт өте өзгеретінін көрсетті.. Вакуумдегі жарық жылдамдығының, элементар электр зарядының және Планк тұрақтысының қосындысынан пайда болған бұл шама атом бөлшектерін бір-бірімен ұстап тұратын электромагниттік әсерлесу күшін сипаттайтын маңызды параметр болып табылады.

Жұқа құрылым константасы уақыт өте келе өзгеретінін түсіну үшін ғалымдар алыстағы квазарлардан - Жерден миллиардтаған жарық жылында орналасқан өте жарқын нысандардан түсетін жарықты зертханалық өлшемдермен салыстырды. Квазарлар шығаратын жарық ғарыштық газ бұлттары арқылы өткенде, газды құрайтын әртүрлі химиялық элементтердің жарықты қалай сіңіретінін көрсететін күңгірт сызықтармен үздіксіз спектр түзіледі. Сызықтардың позицияларының жүйелі ауысуын зерттей келе және оларды зертханалық тәжірибелердің нәтижелерімен салыстыра отырып, зерттеушілер ізделетін тұрақты өзгеріске ұшырайды деген қорытындыға келді. Көшедегі қарапайым адамға олар өте маңызды болып көрінбеуі мүмкін: 6 миллиард жылдан астам пайыздың бірнеше миллионнан бір бөлігі ғана, бірақ нақты ғылымдарда, өзіңіз білетіндей, ұсақ-түйектер жоқ.

«Әлем туралы біздің біліміміз көптеген жағынан толық емес, - дейді профессор Йоханссон. - Ғаламдағы материяның 90% -ы «қараңғы материя» деп аталатын неден тұратыны белгісіз. Не болғаны туралы әртүрлі теориялар бар. Үлкен жарылыстан кейін. Сондықтан, жаңа білім әрқашан пайдалы болады, тіпті олар қазіргі ғалам тұжырымдамасына сәйкес келмесе де ».