Vaqt o'tishi bilan jismoniy konstantalar qanday o'zgargan

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Konstantalarning rasmiy qiymatlari so'nggi bir necha o'n yilliklarda ham o'zgardi. Ammo o'lchovlar konstantaning kutilgan qiymatidan og'ishini ko'rsatsa, bu unchalik kam emas, natijalar eksperimental xato deb hisoblanadi. Va faqat noyob olimlar o'rnatilgan ilmiy paradigmaga qarshi chiqishga va koinotning heterojenligini e'lon qilishga jur'at etadilar.

Gravitatsion doimiy

Gravitatsiya doimiysi (G) birinchi marta Nyutonning tortishish tenglamasida paydo bo'lgan, unga ko'ra ikki jismning tortishish o'zaro ta'sir kuchi ushbu o'zaro ta'sir qiluvchi jismlar massalarining ko'paytmasi orasidagi masofaning kvadratiga nisbatiga tengdir. ular. Ushbu konstantaning qiymati birinchi marta 1798 yilda Genri Kavendish tomonidan aniq tajribada aniqlanganidan beri ko'p marta o'lchangan.

O'lchovlarning dastlabki bosqichida natijalarning sezilarli darajada tarqalishi kuzatildi, keyin esa olingan ma'lumotlarning yaxshi konvergentsiyasi kuzatildi. Shunga qaramay, 1970 yildan keyin ham "eng yaxshi" natijalar 6,6699 dan 6,6745 gacha, ya'ni tarqalish 0,07% ni tashkil qiladi.

Ma'lum bo'lgan barcha fundamental konstantalar ichida eng kam aniqlik bilan aniqlanadigan tortishish doimiysining raqamli qiymati, garchi bu qiymatning ahamiyatini oshirib bo'lmaydi. Ushbu konstantaning aniq ma'nosini aniqlashga qaratilgan barcha urinishlar muvaffaqiyatsiz tugadi va barcha o'lchovlar mumkin bo'lgan qiymatlarning juda katta diapazonida qoldi. Gravitatsion konstantaning son qiymatining aniqligi hali ham 1/5000 dan oshmasligini "Nature" jurnali muharriri "fizika yuzidagi sharmandalik" deb ta'riflagan.

80-yillarning boshlarida. Frank Steysi va uning hamkasblari Avstraliyadagi chuqur shaxtalar va quduqlarda bu konstantani o'lchagan va u olgan qiymat hozirda qabul qilingan rasmiy qiymatdan taxminan 1% yuqori edi.

Vakuumdagi yorug'lik tezligi

Eynshteynning nisbiylik nazariyasiga ko'ra, yorug'likning vakuumdagi tezligi mutlaq doimiydir. Ko'pgina zamonaviy fizik nazariyalar ushbu postulatga asoslanadi. Shu sababli, vakuumdagi yorug'lik tezligining mumkin bo'lgan o'zgarishi haqidagi savolni ko'rib chiqishga qarshi kuchli nazariy tarafkashlik mavjud. Har holda, bu savol hozirda rasman yopiq. 1972 yildan boshlab vakuumdagi yorug'lik tezligi ta'rif bo'yicha doimiy deb e'lon qilindi va hozirda 299792,458 ± 0,0012 k / s ga teng deb hisoblanadi.

Gravitatsion konstantada bo'lgani kabi, bu doimiyning oldingi o'lchovlari zamonaviy, rasman tan olingan qiymatdan sezilarli darajada farq qilar edi. Misol uchun, 1676 yilda Roemer hozirgi qiymatdan 30% pastroq qiymatni chiqardi va 1849 yilda Fizeau tomonidan olingan natijalar 5% yuqori edi.

1928 yildan 1945 yilgacha vakuumdagi yorug'lik tezligi, ma'lum bo'lishicha, bu davrdan oldingi va keyingiga qaraganda 20 km / s kamroq edi.

40-yillarning oxirida. bu konstantaning qiymati yana osha boshladi. Yangi o'lchovlar ushbu konstantaning yuqori qiymatlarini bera boshlaganida, dastlab olimlar o'rtasida qandaydir hayrat paydo bo'lganligi ajablanarli emas. Yangi qiymat avvalgisidan taxminan 20 km / s yuqori bo'lib chiqdi, ya'ni 1927 yilda o'rnatilgan qiymatga juda yaqin. 1950 yildan boshlab, ushbu doimiylikning barcha o'lchovlari natijalari yana har biriga juda yaqin bo'lib chiqdi. boshqa (15-rasm). Agar o'lchovlar davom ettirilsa, natijalarning bir xilligi qancha vaqt saqlanib qolganligini taxmin qilishgina qoladi. Ammo amalda, 1972 yilda vakuumdagi yorug'lik tezligining rasmiy qiymati qabul qilindi va keyingi tadqiqotlar to'xtatildi.

Doktor tomonidan o'tkazilgan tajribalarda. Prinstondagi NEC tadqiqot institutida Lijun Vang hayratlanarli natijalarga erishdi. Tajriba yorug'lik impulslarini maxsus ishlov berilgan seziy gazi bilan to'ldirilgan idishdan o'tkazishdan iborat edi. Eksperimental natijalar ajoyib bo'lib chiqdi - yorug'lik impulslarining tezligi chiqdi 300 (uch yuz) martaLorentz transformatsiyasidan (2000) ruxsat etilgan tezlikdan ko'proq!

Italiyada, Italiya Milliy tadqiqot kengashining yana bir fiziklari guruhi mikroto'lqinlar bilan o'tkazgan tajribalarida (2000) ularning tarqalish tezligini olishdi. 25%A. Eynshteynga ko'ra ruxsat etilgan tezlikdan ortiq …

Eng qizig'i, Eynsheyn yorug'lik tezligining o'zgaruvchanligidan xabardor edi:

Maktab darsliklaridan hamma Eynshteyn nazariyasi Mishelson-Morli tajribalari bilan tasdiqlangani haqida biladi. Ammo Mishelson-Morli tajribalarida qo'llanilgan interferometrda yorug'lik jami 22 metr masofani bosib o'tganini deyarli hech kim bilmaydi. Bundan tashqari, tajribalar tosh binoning podvalida, deyarli dengiz sathida o'tkazildi. Keyinchalik, tajribalar 1887 yilda to'rt kun davomida (8, 9, 11 va 12 iyul) o'tkazildi. Shu kunlarda interferometrdan ma'lumotlar 6 soatgacha olindi va qurilmaning mutlaqo 36 burilishlari bor edi. Va bu eksperimental asosda, xuddi uchta kitda bo'lgani kabi, A. Eynshteynning ham maxsus, ham umumiy nisbiylik nazariyasining "to'g'riligi" tasdig'i yotadi.

Albatta, faktlar jiddiy. Shuning uchun keling, faktlarga murojaat qilaylik. amerikalik fizik Dayton Miller(1866-1941) 1933 yilda "Review of Modern Physics" jurnalida efir driftidan ko'proq vaqt davomida o'tkazgan tajribalari natijalarini nashr etdi. yigirma yiltadqiqotlar olib bordi va bu tajribalarning barchasida u efir shamolining mavjudligini tasdiqlashda ijobiy natijalarga erishdi. U tajribalarini 1902 yilda boshlagan va 1926 yilda yakunlagan. Ushbu tajribalar uchun u umumiy nur yo'li bilan interferometr yaratdi 64metr. Bu o‘sha davrdagi eng mukammal interferometr bo‘lib, A. Mishelson va E. Morli o‘z tajribalarida qo‘llagan interferometrdan kamida uch barobar sezgir edi. Interferometr o'lchovlari kunning turli vaqtlarida, yilning turli vaqtlarida o'tkazildi. Asbobdan ko'rsatkichlar 200 000 ming martadan ko'proq olingan va interferometrning 12 000 dan ortiq burilishlari amalga oshirilgan. U vaqti-vaqti bilan interferometrni Uilson tog'ining cho'qqisiga ko'tardi (dengiz sathidan 6000 fut balandlikda - 2000 metrdan ortiq), u erda u taxmin qilganidek, efir shamoli tezligi yuqoriroq edi.

Dayton Miller A. Eynshteynga maktublar yozgan. Maktublaridan birida u yigirma to'rt yillik faoliyati natijalari haqida xabar berib, efir shamolining mavjudligini tasdiqladi. A. Eynshteyn bu maktubga juda shubha bilan javob berdi va unga taqdim etilgan dalillarni talab qildi. Keyin … javob yo'q.

"Olam nazariyasi va ob'ektiv haqiqat" maqolasining bir qismi

Doimiy Plank

Plank doimiysi (h) kvant fizikasining asosiy konstantasi bo‘lib, E-hy formulasiga muvofiq nurlanish chastotasini (y) energiya kvantiga (E) bog‘laydi. U harakat o'lchoviga ega (ya'ni energiya va vaqt mahsuloti).

Bizga aytilishicha, kvant nazariyasi ajoyib muvaffaqiyat va hayratlanarli aniqlik modelidir: Kvant olamining tavsifida kashf etilgan qonunlar (…) tabiatni muvaffaqiyatli tasvirlash va bashorat qilish uchun ishlatilgan eng ishonchli va aniq vositalardir. Ba'zilarida. hollarda, nazariy bashorat va haqiqatda olingan natija o'rtasidagi mos kelishi shunchalik aniqki, tafovutlar milliarddan bir qismdan oshmaydi.

Men bunday gaplarni shunchalik tez-tez eshitganman va o'qiganmanki, Plank doimiysining raqamli qiymati eng olis kasr ichida ma'lum bo'lishi kerakligiga ishonishga odatlanganman. Aftidan, shunday: bu mavzu bo'yicha ma'lumotnomani ko'rib chiqish kifoya. Biroq, xuddi shu qo'llanmaning oldingi nashrini ochsangiz, aniqlik illyuziyasi yo'qoladi. Yillar davomida ushbu "asosiy konstanta" ning rasman tan olingan qiymati o'zgarib, asta-sekin o'sish tendentsiyasini ko'rsatdi.

Plank doimiysi qiymatining maksimal o'zgarishi 1929 yildan 1941 yilgacha, uning qiymati 1% dan ko'proqqa oshganida qayd etilgan. Ko'p jihatdan, bu o'sish eksperimental o'lchangan elektron zaryadining sezilarli o'zgarishi bilan bog'liq, ya'ni Plank konstantasining o'lchovlari ushbu konstantaning to'g'ridan-to'g'ri qiymatlarini bermaydi, chunki uni aniqlashda uning kattaligini bilish kerak. elektronning zaryadi va massasi. Agar oxirgi konstantalarning bir yoki bir nechtasi o'z qiymatlarini o'zgartirsa, Plank doimiysining qiymati ham o'zgaradi.

Nozik struktura konstantasi

Ba'zi fiziklar nozik tuzilish konstantasini yagona nazariyani tushuntirishga yordam beradigan asosiy kosmik raqamlardan biri deb bilishadi.

Lund rasadxonasida (Shvetsiya) professor Svenerik Yoxansson va uning aspiranti Mariya Aldenius tomonidan ingliz fizigi Maykl Merfi (Kembrij) bilan hamkorlikda o‘tkazilgan o‘lchovlar yana bir o‘lchamsiz konstanta, ya’ni nozik tuzilma konstantasi ham vaqt o‘tishi bilan o‘zgarishini ko‘rsatdi.. Vakuumdagi yorug'lik tezligi, elementar elektr zaryadi va Plank doimiysi birikmasidan hosil bo'lgan bu miqdor atom zarralarini birga ushlab turadigan elektromagnit o'zaro ta'sir kuchini tavsiflovchi muhim parametrdir.

Nozik tuzilish konstantasi vaqt oʻtishi bilan oʻzgarib turishini tushunish uchun olimlar uzoq kvazarlardan – Yerdan milliardlab yorugʻlik yili uzoqlikda joylashgan oʻta yorqin obʼyektlardan kelayotgan yorugʻlikni laboratoriya oʻlchovlari bilan solishtirdilar. Kvazarlar chiqaradigan yorug'lik kosmik gaz bulutlari orqali o'tganda, gazni tashkil etuvchi turli xil kimyoviy elementlarning yorug'likni qanday yutishini ko'rsatadigan quyuq chiziqlar bilan uzluksiz spektr hosil bo'ladi. Chiziqlar pozitsiyalaridagi tizimli siljishlarni o'rganib, ularni laboratoriya tajribalari natijalari bilan taqqoslab, tadqiqotchilar izlayotgan doimiy o'zgarishlarga duchor bo'lgan degan xulosaga kelishdi. Ko'chadagi oddiy odam uchun ular unchalik ahamiyatli bo'lmasligi mumkin: 6 milliard yil davomida foizning atigi bir necha milliondan bir qismi, ammo aniq fanlarda, siz bilganingizdek, hech qanday mayda-chuyda narsalar yo'q.

“Bizning koinot haqidagi bilimimiz ko‘p jihatdan to‘liq emas, - deydi professor Yoxansson. “Koinotdagi materiyaning 90 foizi nimadan tashkil topganligi noma’lumligicha qolmoqda, ya’ni “qorong‘u materiya” nima sodir bo‘lganiga oid turli nazariyalar mavjud. Katta portlashdan keyin. Shuning uchun yangi bilimlar, garchi ular koinot haqidagi hozirgi kontseptsiyaga mos kelmasa ham, har doim foydali bo'ladi.