Fiziksel sabitler zamanla nasıl değişti?

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Sabitlerin resmi değerleri son birkaç on yılda bile değişti. Ancak ölçümler, sabitin beklenen değerinden çok nadir olmayan bir sapma gösteriyorsa, sonuçlar deneysel bir hata olarak kabul edilir. Ve sadece nadir bilim adamları, yerleşik bilimsel paradigmaya karşı çıkmaya ve Evrenin heterojenliğini ilan etmeye cesaret eder.

Yerçekimi sabiti

Yerçekimi sabiti (G) ilk olarak Newton'un yerçekimi denkleminde ortaya çıktı; buna göre, iki cismin yerçekimi etkileşimi kuvveti, bu etkileşimli cisimlerin kütlelerinin çarpımının, onunla çarpılan arasındaki mesafenin karesine oranına eşittir. onlara. Bu sabitin değeri, ilk kez 1798'de Henry Cavendish tarafından bir kesinlik deneyinde belirlendiğinden beri birçok kez ölçülmüştür.

Ölçümlerin ilk aşamasında, sonuçların önemli bir dağılımı gözlemlendi ve ardından elde edilen verilerin iyi bir yakınsaması gözlemlendi. Bununla birlikte, 1970'den sonra bile, "en iyi" sonuçlar 6.6699 ile 6.6745 arasında değişmektedir, yani yayılma %0.07'dir.

Bilinen tüm temel sabitler arasında en az doğrulukla belirlenen yerçekimi sabitinin sayısal değeridir, ancak bu değerin önemi fazla tahmin edilemez. Bu sabitin tam anlamını açıklamaya yönelik tüm girişimler başarısız oldu ve tüm ölçümler çok geniş bir olası değerler aralığında kaldı. "Nature" dergisinin editörü, yerçekimi sabitinin sayısal değerinin doğruluğunun hala 1/5000'i geçmemesi gerçeğini "fiziğin yüzünde bir utanç noktası" olarak tanımladı.

80'lerin başında. Frank Stacy ve meslektaşları, bu sabiti Avustralya'daki derin madenlerde ve sondaj kuyularında ölçtüler ve elde ettiği değer, şu anda kabul edilen resmi değerden yaklaşık %1 daha yüksekti.

Işığın boşluktaki hızı

Einstein'ın görelilik kuramına göre, ışığın boşluktaki hızı mutlak bir sabittir. Modern fizik teorilerinin çoğu bu varsayıma dayanmaktadır. Bu nedenle, bir boşlukta ışığın hızında olası bir değişiklik sorununun düşünülmesine karşı güçlü bir teorik önyargı vardır. Her durumda, bu soru şu anda resmi olarak kapalı. 1972'den beri, ışığın boşluktaki hızı tanım gereği sabit olarak ilan edildi ve şimdi 299792.458 ± 0.0012 k / s'ye eşit kabul ediliyor.

Yerçekimi sabitinde olduğu gibi, bu sabitin önceki ölçümleri, modern, resmi olarak tanınan değerden önemli ölçüde farklıydı. Örneğin, 1676'da Roemer, mevcut değerden %30 daha düşük bir değer çıkardı ve Fizeau'nun 1849'da elde ettiği sonuçlar %5 daha yüksekti.

1928'den 1945'e ışığın boşluktaki hızı, ortaya çıktığı gibi, bu dönemden önce ve sonra 20 km / s daha azdı.

40'ların sonunda. bu sabitin değeri tekrar artmaya başladı. Yeni ölçümler bu sabitin daha yüksek değerlerini vermeye başladığında, ilk başta bilim adamları arasında bazı şaşkınlıkların ortaya çıkması şaşırtıcı değil. Yeni değer, öncekinden yaklaşık 20 km / s daha yüksek, yani 1927'de kurulana oldukça yakın çıktı. 1950'den beri, bu sabitin tüm ölçümlerinin sonuçlarının yine birbirine çok yakın olduğu ortaya çıktı. diğer (Şek. 15). Geriye, ölçümlere devam edilseydi, sonuçların tekdüzeliğinin ne kadar süreyle korunacağını tahmin etmek kalıyor. Ancak pratikte, 1972'de bir boşlukta ışık hızının resmi değeri kabul edildi ve daha fazla araştırma durduruldu.

Yapılan deneylerde Dr. Princeton'daki NEC araştırma enstitüsünden Lijun Wang, şaşırtıcı sonuçlar elde edildi. Deney, özel olarak işlenmiş sezyum gazıyla dolu bir kaptan ışık darbelerinin geçirilmesinden oluşuyordu. Deneysel sonuçların olağanüstü olduğu ortaya çıktı - ışık darbelerinin hızı 300 (üç yüz) kezLorentz dönüşümlerinden (2000) izin verilen hızdan daha fazla!

İtalya'da, İtalyan Ulusal Araştırma Konseyi'nden bir başka fizikçi grubu, mikrodalgalar (2000) ile yaptıkları deneylerde, yayılma hızlarını elde ettiler. 25%A. Einstein'a göre izin verilen hızdan daha fazla …

En ilginç olanı, Einshein, ışık hızının değişkenliğinin farkındaydı:

Okul ders kitaplarından herkes Einstein'ın teorisinin Michelson-Morley deneyleriyle doğrulandığını biliyor. Ancak Michelson-Morley deneylerinde kullanılan interferometrede ışığın toplamda 22 metrelik bir mesafe kat ettiğini pratikte kimse bilmiyor. Ayrıca deneyler, bir taş binanın bodrum katında, pratik olarak deniz seviyesinde gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, deneyler 1887'de dört gün (8, 9, 11 ve 12 Temmuz) boyunca gerçekleştirildi. Bu günlerde interferometreden 6 saat kadar veri alınmış ve cihaz kesinlikle 36 tur dönmüştür. Ve bu deneysel temelde, üç balinada olduğu gibi, A. Einstein'ın hem özel hem de genel görelilik kuramının "doğruluğunun" teyidi yatmaktadır.

Gerçekler, elbette, ciddi meselelerdir. Bu nedenle, gerçeklere dönelim. Amerikalı fizikçi Dayton Miller(1866-1941), 1933'te, Review of Modern Physics dergisinde, sözde eter kayması üzerine yaptığı deneylerin sonuçlarını yayınladı. yirmi yılaraştırma yaptı ve tüm bu deneylerde eterik rüzgarın varlığının doğrulanmasında olumlu sonuçlar aldı. Deneylerine 1902'de başladı ve 1926'da tamamladı. Bu deneyler için toplam ışın yoluna sahip bir interferometre yarattı. 64metre. O zamanın en mükemmel interferometresiydi, A. Michelson ve E. Morley'in deneylerinde kullandıkları interferometreden en az üç kat daha hassastı. İnterferometre ölçümleri günün farklı zamanlarında, yılın farklı zamanlarında alınmıştır. Cihazdan okumalar 200.000 binden fazla kez alındı ve interferometrenin 12.000'den fazla dönüşü yapıldı. Periyodik olarak interferometresini Wilson Dağı'nın tepesine (deniz seviyesinden 6.000 fit yüksekte - 2.000 metreden fazla) yükseltti, burada tahmin ettiği gibi eter rüzgar hızı daha yüksekti.

Dayton Miller, A. Einstein'a mektuplar yazdı. Mektuplarından birinde, yirmi dört yıllık çalışmasının sonuçlarını bildirerek eterik rüzgarın varlığını doğruladı. A. Einstein bu mektuba çok şüpheyle cevap verdi ve kendisine sunulan kanıt istedi. Sonra… cevap yok.

Makalenin Parçası Evren Teorisi ve Nesnel Gerçeklik

Sabit Plank

Planck sabiti (h), kuantum fiziğinin temel bir sabitidir ve radyasyon frekansını (υ) enerji kuantumu (E) ile E-hυ formülüne göre ilişkilendirir. Eylem boyutuna sahiptir (yani enerji ve zamanın ürünü).

Kuantum teorisinin parlak bir başarı ve şaşırtıcı doğruluk modeli olduğu söylendi: "Kuantum dünyasının tanımında keşfedilen yasalar (…), Doğayı başarılı bir şekilde tanımlamak ve tahmin etmek için şimdiye kadar kullanılan en sadık ve doğru araçlardır. Bazılarında durumlarda, teorik tahmin ile fiilen elde edilen sonuç arasındaki çakışma o kadar doğrudur ki, tutarsızlıklar milyarda bir kısmı geçmez."

Bu tür ifadeleri o kadar sık duydum ve okudum ki, Planck sabitinin sayısal değerinin en uzak ondalık basamağı içinde bilinmesi gerektiğine inanmaya alışkınım. Öyle görünüyor ki: sadece bu konuyla ilgili bazı referans kitaplarına bakmanız gerekiyor. Ancak, aynı kılavuzun önceki baskısını açarsanız, doğruluk yanılsaması kaybolacaktır. Yıllar geçtikçe, bu "temel sabitin" resmi olarak tanınan değeri değişti ve kademeli bir artış eğilimi gösterdi.

Planck sabitinin değerindeki maksimum değişiklik, değerinin %1'den fazla arttığı 1929'dan 1941'e kadar kaydedildi. Büyük ölçüde, bu artış, deneysel olarak ölçülen elektron yükündeki önemli bir değişiklikten kaynaklanmıştır, yani Planck sabitinin ölçümleri, bu sabitin doğrudan değerlerini vermez, çünkü onu belirlerken, büyüklüğünü bilmek gerekir. elektronun yükü ve kütlesi. Son sabitlerden biri veya daha fazlası değerlerini değiştirirse, Planck sabitinin değeri de değişir.

İnce yapı sabiti

Bazı fizikçiler, ince yapı sabitini, birleşik teoriyi açıklamaya yardımcı olabilecek ana kozmik sayılardan biri olarak görürler.

Lund Gözlemevinde (İsveç) Profesör Svenerik Johansson ve yüksek lisans öğrencisi Maria Aldenius tarafından İngiliz fizikçi Michael Murphy (Cambridge) ile işbirliği içinde gerçekleştirilen ölçümler, ince yapı sabiti olarak adlandırılan bir başka boyutsuz sabitin de zamanla değiştiğini göstermiştir.. Işığın boşluktaki hızı, temel bir elektrik yükü ve Planck sabitinin birleşiminden oluşan bu miktar, bir atomun parçacıklarını bir arada tutan elektromanyetik etkileşimin gücünü karakterize eden önemli bir parametredir.

İnce yapı sabitinin zaman içinde değişip değişmediğini anlamak için bilim adamları, uzak kuasarlardan gelen ışığı - Dünya'dan milyarlarca ışıkyılı uzaklıkta bulunan süper parlak nesneler - laboratuvar ölçümleriyle karşılaştırdılar. Kuasarlar tarafından yayılan ışık, kozmik gaz bulutlarından geçtiğinde, gazı oluşturan çeşitli kimyasal elementlerin ışığı nasıl emdiğini gösteren koyu çizgilerle sürekli bir spektrum oluşur. Çizgilerin konumlarındaki sistematik değişimleri inceleyen ve bunları laboratuvar deneylerinin sonuçlarıyla karşılaştıran araştırmacılar, aranan sabitin değişmekte olduğu sonucuna vardılar. Sokaktaki sıradan bir adama çok önemli görünmeyebilirler: 6 milyar yılda yüzde birin yalnızca birkaç milyonda biri, ancak bildiğiniz gibi kesin bilimlerde önemsiz şeyler yoktur.

Profesör Johansson, "Evren hakkındaki bilgimiz birçok yönden eksik" diyor ve ekliyor: "Evrendeki maddenin %90'ının neyden yapıldığı bilinmiyor - sözde" karanlık madde ". Olanlarla ilgili farklı teoriler var. Big Bang'den sonra. Bu nedenle, mevcut evren kavramıyla tutarlı olmasalar bile yeni bilgiler her zaman işe yarar."