Bagaimana pemalar fizikal telah berubah dari semasa ke semasa

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Nilai rasmi pemalar telah berubah walaupun sejak beberapa dekad yang lalu. Tetapi jika ukuran menunjukkan sisihan daripada nilai jangkaan pemalar, yang tidak begitu jarang, keputusannya dianggap sebagai ralat eksperimen. Dan hanya saintis jarang yang berani menentang paradigma saintifik yang telah ditetapkan dan mengisytiharkan kepelbagaian Alam Semesta.

Pemalar graviti

Pemalar graviti (G) mula-mula muncul dalam persamaan graviti Newton, mengikut mana daya interaksi graviti dua jasad adalah sama dengan nisbah hasil darab jisim jasad berinteraksi ini didarabkan dengan kuasa dua jarak antara mereka. Nilai pemalar ini telah diukur berkali-kali sejak ia pertama kali ditentukan dalam eksperimen ketepatan oleh Henry Cavendish pada tahun 1798.

Pada peringkat awal pengukuran, serakan keputusan yang ketara diperhatikan, dan kemudian penumpuan yang baik bagi data yang diperolehi diperhatikan. Namun begitu, walaupun selepas tahun 1970, keputusan "terbaik" berkisar antara 6.6699 hingga 6.6745, iaitu, sebaran adalah 0.07%.

Daripada semua pemalar asas yang diketahui, nilai berangka pemalar graviti yang ditentukan dengan ketepatan paling rendah, walaupun kepentingan nilai ini tidak boleh dianggarkan terlalu tinggi. Semua percubaan untuk menjelaskan maksud sebenar pemalar ini tidak berjaya, dan semua ukuran kekal dalam julat nilai yang mungkin terlalu besar. Hakikat bahawa ketepatan nilai berangka pemalar graviti masih tidak melebihi 1/5000, editor jurnal "Nature" ditakrifkan sebagai "tempat yang memalukan pada muka fizik."

Pada awal 80-an. Frank Stacy dan rakan sekerjanya mengukur pemalar ini di lombong dan lubang gali dalam di Australia, dan nilai yang diperolehnya adalah kira-kira 1% lebih tinggi daripada nilai rasmi yang diterima pada masa ini.

Kelajuan cahaya dalam vakum

Menurut teori relativiti Einstein, kelajuan cahaya dalam vakum adalah pemalar mutlak. Kebanyakan teori fizikal moden adalah berdasarkan postulat ini. Oleh itu, terdapat kecenderungan teori yang kuat terhadap mempertimbangkan persoalan kemungkinan perubahan dalam kelajuan cahaya dalam vakum. Walau apa pun, soalan ini ditutup secara rasmi pada masa ini. Sejak 1972, kelajuan cahaya dalam vakum telah diisytiharkan malar mengikut definisi dan kini dianggap sama dengan 299792.458 ± 0.0012 k / s.

Seperti dalam kes pemalar graviti, ukuran sebelumnya bagi pemalar ini berbeza dengan ketara daripada nilai moden yang diiktiraf secara rasmi. Sebagai contoh, pada tahun 1676 Roemer menyimpulkan nilai yang 30% lebih rendah daripada nilai semasa, dan keputusan Fizeau yang diperoleh pada tahun 1849 adalah 5% lebih tinggi.

Dari tahun 1928 hingga 1945 kelajuan cahaya dalam vakum, ternyata, adalah 20 km / s kurang daripada sebelum dan selepas tempoh ini.

Pada penghujung 40-an. nilai pemalar ini mula meningkat semula. Tidak menghairankan apabila ukuran baru mula memberikan nilai yang lebih tinggi dari pemalar ini, beberapa kebingungan timbul di kalangan saintis pada mulanya. Nilai baru ternyata kira-kira 20 km / s lebih tinggi daripada yang sebelumnya, iaitu, agak dekat dengan yang ditubuhkan pada tahun 1927. Sejak tahun 1950, hasil semua pengukuran pemalar ini sekali lagi ternyata sangat dekat dengan setiap lain (Rajah 15). Ia kekal hanya untuk membuat spekulasi berapa lama keseragaman keputusan akan dikekalkan jika pengukuran diteruskan. Tetapi dalam praktiknya, pada tahun 1972, nilai rasmi kelajuan cahaya dalam vakum telah diterima pakai, dan penyelidikan lanjut telah dihentikan.

Dalam eksperimen yang dijalankan oleh Dr. Lijun Wang di institut penyelidikan NEC di Princeton, keputusan yang mengejutkan diperolehi. Eksperimen ini terdiri daripada menghantar denyutan cahaya melalui bekas yang diisi dengan gas cesium yang dirawat khas. Keputusan eksperimen ternyata luar biasa - kelajuan denyutan cahaya ternyata 300 (tiga ratus) kalilebih daripada kelajuan yang dibenarkan daripada transformasi Lorentz (2000)!

Di Itali, satu lagi kumpulan ahli fizik dari Majlis Penyelidikan Kebangsaan Itali, dalam eksperimen mereka dengan gelombang mikro (2000), memperoleh kelajuan penyebaran mereka ke 25%melebihi kelajuan yang dibenarkan menurut A. Einstein …

Paling menarik, Einshein sedar tentang turun naik kelajuan cahaya:

Dari buku teks sekolah semua orang tahu tentang pengesahan teori Einstein oleh eksperimen Michelson-Morley. Tetapi secara praktikal tiada siapa yang tahu bahawa dalam interferometer, yang digunakan dalam eksperimen Michelson-Morley, cahaya mengembara, secara keseluruhan, jarak 22 meter. Di samping itu, eksperimen dijalankan di ruang bawah tanah bangunan batu, secara praktikal di paras laut. Selanjutnya, eksperimen telah dijalankan selama empat hari (8, 9, 11 dan 12 Julai) pada tahun 1887. Pada hari ini, data daripada interferometer telah diambil selama 6 jam, dan terdapat 36 pusingan peranti. Dan pada asas eksperimen ini, seperti pada tiga ikan paus, pengesahan "ketepatan" kedua-dua teori relativiti khas dan umum A. Einstein terletak.

Fakta, sudah tentu, adalah perkara yang serius. Oleh itu, mari kita beralih kepada fakta. ahli fizik Amerika Dayton Miller(1866-1941) pada tahun 1933 diterbitkan dalam jurnal Reviews of Modern Physics hasil eksperimennya pada apa yang dipanggil hanyut eter untuk tempoh lebih daripada dua puluh tahunpenyelidikan, dan dalam semua eksperimen ini dia menerima keputusan positif dalam pengesahan kewujudan angin eterik. Dia memulakan eksperimennya pada tahun 1902 dan menyelesaikannya pada tahun 1926. Untuk eksperimen ini, dia mencipta interferometer dengan jumlah laluan rasuk sebanyak 64meter. Ia adalah interferometer paling sempurna pada masa itu, sekurang-kurangnya tiga kali lebih sensitif daripada interferometer yang digunakan dalam eksperimen mereka oleh A. Michelson dan E. Morley. Pengukuran interferometer diambil pada masa yang berbeza dalam sehari, pada masa yang berbeza dalam setahun. Bacaan dari instrumen diambil lebih daripada 200,000 ribu kali, dan lebih daripada 12,000 lilitan interferometer dibuat. Dia secara berkala menaikkan interferometernya ke puncak Gunung Wilson (6,000 kaki di atas paras laut - lebih daripada 2,000 meter), di mana, seperti yang dia anggap, kelajuan angin eter lebih tinggi.

Dayton Miller menulis surat kepada A. Einstein. Dalam salah satu suratnya, dia melaporkan hasil kerjanya selama dua puluh empat tahun, mengesahkan kehadiran angin eterik. A. Einstein menjawab surat ini dengan sangat ragu-ragu dan menuntut bukti, yang dikemukakan kepadanya. Kemudian … tiada jawapan.

Serpihan artikel The Theory of the Universe and Objective Reality

Papan Malar

Pemalar Planck (h) ialah pemalar asas fizik kuantum dan mengaitkan frekuensi sinaran (υ) dengan kuantum tenaga (E) mengikut formula E-hυ. Ia mempunyai dimensi tindakan (iaitu, hasil tenaga dan masa).

Kita diberitahu bahawa teori kuantum ialah model kejayaan cemerlang dan ketepatan yang menakjubkan: "Undang-undang yang ditemui dalam huraian dunia kuantum (…) adalah alat yang paling setia dan tepat yang pernah digunakan untuk berjaya menggambarkan dan meramalkan Alam. Dalam sesetengahnya kes, kebetulan antara ramalan teori dan hasil yang sebenarnya diperoleh adalah sangat tepat sehingga percanggahan tidak melebihi satu bilion bahagian."

Saya telah mendengar dan membaca kenyataan sedemikian dengan kerap sehingga saya terbiasa mempercayai bahawa nilai berangka pemalar Planck harus diketahui dalam tempat perpuluhan terjauh. Nampaknya begitu: anda hanya perlu melihat beberapa buku rujukan mengenai topik ini. Walau bagaimanapun, ilusi ketepatan akan hilang jika anda membuka edisi sebelumnya bagi panduan yang sama. Selama bertahun-tahun, nilai "pemalar asas" yang diiktiraf secara rasmi ini telah berubah, menunjukkan kecenderungan ke arah peningkatan beransur-ansur.

Perubahan maksimum dalam nilai pemalar Planck telah diperhatikan dari 1929 hingga 1941, apabila nilainya meningkat lebih daripada 1%. Pada tahap yang besar, peningkatan ini disebabkan oleh perubahan ketara dalam cas elektron yang diukur secara eksperimen, iaitu Pengukuran pemalar Planck tidak memberikan nilai langsung pemalar ini, kerana apabila menentukannya, adalah perlu untuk mengetahui magnitud cas dan jisim elektron. Jika satu atau lebih kedua-dua pemalar terakhir menukar nilainya, nilai pemalar Planck juga berubah.

Pemalar struktur halus

Sesetengah ahli fizik menganggap pemalar struktur halus sebagai salah satu nombor kosmik utama yang boleh membantu menjelaskan teori bersatu.

Pengukuran yang dijalankan di Balai Cerap Lund (Sweden) oleh Profesor Svenerik Johansson dan pelajar siswazahnya Maria Aldenius dengan kerjasama ahli fizik Inggeris Michael Murphy (Cambridge) telah menunjukkan bahawa satu lagi pemalar tanpa dimensi, yang dipanggil pemalar struktur halus, juga berubah dari semasa ke semasa.. Kuantiti ini, yang terbentuk daripada gabungan kelajuan cahaya dalam vakum, cas elektrik asas dan pemalar Planck, adalah parameter penting yang mencirikan kekuatan interaksi elektromagnet yang memegang zarah atom bersama-sama.

Untuk memahami sama ada pemalar struktur halus berubah mengikut masa, saintis membandingkan cahaya yang datang dari quasar jauh - objek sangat terang yang terletak berbilion tahun cahaya dari Bumi - dengan ukuran makmal. Apabila cahaya yang dipancarkan oleh quasar melalui awan gas kosmik, spektrum berterusan terbentuk dengan garis gelap yang menunjukkan bagaimana pelbagai unsur kimia yang membentuk gas menyerap cahaya. Setelah mengkaji pergeseran sistematik dalam kedudukan garisan dan membandingkannya dengan hasil eksperimen makmal, para penyelidik membuat kesimpulan bahawa pemalar yang dicari sedang mengalami perubahan. Bagi orang biasa di jalanan, mereka mungkin kelihatan tidak begitu penting: hanya beberapa persejuta peratus dalam tempoh 6 bilion tahun, tetapi dalam sains tepat, seperti yang anda tahu, tidak ada perkara kecil.

"Pengetahuan kita tentang Alam Semesta tidak lengkap dalam banyak cara," kata Profesor Johansson. "Ia masih tidak diketahui dari apa 90% daripada jirim di Alam Semesta itu - apa yang dipanggil" jirim gelap. "Terdapat teori yang berbeza tentang apa yang berlaku. Selepas Big Bang. Oleh itu, pengetahuan baru sentiasa berguna, walaupun mereka tidak konsisten dengan konsep alam semesta semasa."