Com han canviat les constants físiques al llarg del temps

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Els valors oficials de les constants han canviat fins i tot durant les últimes dècades. Però si les mesures mostren una desviació del valor esperat de la constant, cosa que no és tan rara, els resultats es consideren un error experimental. I només científics rars s'atreveixen a anar en contra del paradigma científic establert i declarar l'heterogeneïtat de l'Univers.

Constant gravitatòria

La constant gravitatòria (G) va aparèixer per primera vegada a l'equació de la gravetat de Newton, segons la qual la força d'interacció gravitatòria de dos cossos és igual a la relació del producte de les masses d'aquests cossos que interactuen multiplicat per aquest pel quadrat de la distància entre ells. El valor d'aquesta constant s'ha mesurat moltes vegades des que es va determinar per primera vegada en un experiment de precisió de Henry Cavendish el 1798.

En l'etapa inicial de les mesures, es va observar una important dispersió dels resultats, i després es va observar una bona convergència de les dades obtingudes. No obstant això, fins i tot després de 1970, els "millors" resultats oscil·len entre 6,6699 i 6,6745, és a dir, el spread és del 0,07%.

De totes les constants fonamentals conegudes, és el valor numèric de la constant gravitatòria el que es determina amb la menor precisió, encara que difícilment es pot sobreestimar la importància d'aquest valor. Tots els intents d'aclarir el significat exacte d'aquesta constant no van tenir èxit, i totes les mesures es van mantenir en un rang massa gran de valors possibles. El fet que la precisió del valor numèric de la constant gravitatòria encara no superi 1/5000, l'editor de la revista "Nature" va definir com "un punt de vergonya a la cara de la física".

A principis dels anys 80. Frank Stacy i els seus col·legues van mesurar aquesta constant en mines profundes i forats d'Austràlia, i el valor que va obtenir va ser aproximadament un 1% superior al valor oficial acceptat actualment.

La velocitat de la llum en el buit

Segons la teoria de la relativitat d'Einstein, la velocitat de la llum en el buit és una constant absoluta. La majoria de les teories físiques modernes es basen en aquest postulat. Per tant, hi ha un fort biaix teòric en contra de considerar la qüestió d'un possible canvi en la velocitat de la llum en el buit. En qualsevol cas, aquesta qüestió actualment està oficialment tancada. Des de 1972, la velocitat de la llum en el buit s'ha declarat constant per definició i ara es considera igual a 299792,458 ± 0,0012 k/s.

Com en el cas de la constant gravitatòria, les mesures anteriors d'aquesta constant eren significativament diferents del valor modern, reconegut oficialment. Per exemple, el 1676 Roemer va deduir un valor que era un 30% inferior a l'actual, i els resultats de Fizeau obtinguts el 1849 van ser un 5% superiors.

Del 1928 al 1945 la velocitat de la llum en el buit, segons va resultar, era 20 km/s menys que abans i després d'aquest període.

A finals dels anys 40. el valor d'aquesta constant va començar a augmentar de nou. No és d'estranyar que quan les noves mesures van començar a donar valors més alts d'aquesta constant, va sorgir un cert desconcert entre els científics al principi. El nou valor va resultar ser uns 20 km/s superior a l'anterior, és a dir, força proper al establert l'any 1927. Des de 1950, els resultats de totes les mesures d'aquesta constant van tornar a resultar molt propers a cadascun. altres (Fig. 15). Només queda especular quant de temps s'hauria mantingut la uniformitat dels resultats si s'haguessin continuat amb les mesures. Però a la pràctica, l'any 1972, es va adoptar el valor oficial de la velocitat de la llum en el buit i es va aturar més investigació.

En experiments realitzats pel Dr. Lijun Wang a l'institut de recerca NEC de Princeton, es van obtenir resultats sorprenents. L'experiment va consistir a fer passar polsos de llum a través d'un recipient ple de gas cesi especialment tractat. Els resultats experimentals van resultar ser fenomenals: la velocitat dels polsos de llum va resultar ser 300 (tres-centes) vegadesmés que la velocitat permesa de les transformacions de Lorentz (2000)!

A Itàlia, un altre grup de físics del Consell Nacional d'Investigacions italià, en els seus experiments amb microones (2000), va obtenir la velocitat de la seva propagació a 25%més de la velocitat permesa segons A. Einstein…

El més interessant és que Einshein era conscient de la volatilitat de la velocitat de la llum:

Pels llibres de text escolars tothom sap la confirmació de la teoria d'Einstein pels experiments de Michelson-Morley. Però pràcticament ningú sap que a l'interferòmetre, que es va utilitzar en els experiments de Michelson-Morley, la llum va recórrer, en total, una distància de 22 metres. A més, els experiments es van fer al soterrani d'un edifici de pedra, pràcticament a nivell del mar. A més, els experiments es van dur a terme durant quatre dies (8, 9, 11 i 12 de juliol) el 1887. Durant aquests dies, les dades de l'interferòmetre es van prendre fins a 6 hores i hi havia absolutament 36 voltes del dispositiu. I sobre aquesta base experimental, com en tres balenes, descansa la confirmació de la "correcció" tant de la teoria de la relativitat especial com de la general d'A. Einstein.

Els fets, és clar, són qüestions serioses. Per tant, passem als fets. físic nord-americà Dayton Miller(1866-1941) el 1933 va publicar a la revista Reviews of Modern Physics els resultats dels seus experiments sobre l'anomenada deriva de l'èter durant un període de més de vint anysinvestigació, i en tots aquests experiments va rebre resultats positius en la confirmació de l'existència del vent etèric. Va començar els seus experiments el 1902 i els va completar el 1926. Per a aquests experiments, va crear un interferòmetre amb una trajectòria total del feix de 64metres. Era l'interferòmetre més perfecte d'aquella època, almenys tres vegades més sensible que l'interferòmetre utilitzat en els seus experiments per A. Michelson i E. Morley. Les mesures de l'interferòmetre es van prendre en diferents moments del dia, en diferents moments de l'any. Les lectures de l'instrument es van prendre més de 200.000 mil vegades i es van fer més de 12.000 voltes de l'interferòmetre. Periòdicament aixecava el seu interferòmetre al cim del mont Wilson (6.000 peus sobre el nivell del mar, més de 2.000 metres), on, com suposava, la velocitat del vent de l'èter era més alta.

Dayton Miller va escriure cartes a A. Einstein. En una de les seves cartes informava dels resultats dels seus vint-i-quatre anys de treball, confirmant la presència del vent etèric. A. Einstein va respondre a aquesta carta de manera molt escèptica i va demanar proves, que se li van presentar. Aleshores… cap resposta.

Fragment de l'article La teoria de l'univers i la realitat objectiva

Planxa constant

La constant de Planck (h) és una constant fonamental de la física quàntica i relaciona la freqüència de radiació (υ) amb el quàntic d'energia (E) d'acord amb la fórmula E-hυ. Té la dimensió de l'acció (és a dir, el producte de l'energia i el temps).

Ens diuen que la teoria quàntica és un model d'èxit brillant i d'una precisió sorprenent: "Les lleis descobertes en la descripció del món quàntic (…) són les eines més fidels i precises que s'han utilitzat mai per descriure i predir amb èxit la natura. En alguns casos, la coincidència entre la predicció teòrica i el resultat realment obtingut és tan precisa que les discrepàncies no superen la mil milions de part".

He escoltat i llegit aquestes afirmacions tantes vegades que estic acostumat a creure que el valor numèric de la constant de Planck s'hauria de conèixer amb la posició decimal més llunyana. Sembla que és així: només cal mirar en algun llibre de referència sobre aquest tema. Tanmateix, la il·lusió de precisió desapareixerà si obriu l'edició anterior de la mateixa guia. Amb els anys, el valor reconegut oficialment d'aquesta "constant fonamental" ha anat canviant, mostrant una tendència a un augment progressiu.

El canvi màxim en el valor de la constant de Planck es va observar des de 1929 fins a 1941, quan el seu valor va augmentar més d'un 1%. En gran mesura, aquest augment va ser provocat per un canvi significatiu en la càrrega d'electrons mesurada experimentalment, és a dir, les mesures de la constant de Planck no donen valors directes d'aquesta constant, ja que a l'hora de determinar-la, cal conèixer la magnitud de la càrrega i la massa de l'electró. Si una o més de les dues últimes constants canvien els seus valors, el valor de la constant de Planck també canvia.

Estructura fina constant

Alguns físics consideren la constant d'estructura fina com un dels principals nombres còsmics que poden ajudar a explicar la teoria unificada.

Les mesures realitzades a l'Observatori de Lund (Suècia) pel professor Svenerik Johansson i la seva estudiant graduada Maria Aldenius en col·laboració amb el físic anglès Michael Murphy (Cambridge) han demostrat que una altra constant adimensional, l'anomenada constant d'estructura fina, també canvia amb el temps.. Aquesta quantitat, formada a partir de la combinació de la velocitat de la llum en el buit, una càrrega elèctrica elemental i la constant de Planck, és un paràmetre important que caracteritza la força de la interacció electromagnètica que manté unides les partícules d'un àtom.

Per entendre si la constant de l'estructura fina varia amb el temps, els científics van comparar la llum procedent de quàsars llunyans, objectes súper brillants situats a milers de milions d'anys llum de la Terra, amb mesures de laboratori. Quan la llum emesa pels quàsars travessa núvols de gas còsmic, es forma un espectre continu amb línies fosques que mostren com els diferents elements químics que componen el gas absorbeixen la llum. Després d'estudiar els canvis sistemàtics de les posicions de les línies i comparar-los amb els resultats d'experiments de laboratori, els investigadors van arribar a la conclusió que la constant buscada està experimentant canvis. Per a un home comú al carrer, potser no semblin gaire significatius: només unes quantes milionèsimes d'un per cent durant 6.000 milions d'anys, però en les ciències exactes, com sabeu, no hi ha petiteses.

"El nostre coneixement de l'Univers és incomplet en molts aspectes", diu el professor Johansson. "Es desconeix de què està format el 90% de la matèria de l'Univers, l'anomenada" matèria fosca". "Hi ha diferents teories sobre el que va passar. després del Big Bang. Per tant, els nous coneixements sempre són útils, encara que no siguin coherents amb el concepte actual de l'univers".