Fiziki sabitlərin zamanla necə dəyişdiyi

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Sabitlərin rəsmi dəyərləri hətta son bir neçə onillikdə dəyişdi. Lakin ölçmələr sabitin gözlənilən qiymətindən o qədər də nadir olmayan bir sapma göstərirsə, nəticələr eksperimental xəta hesab olunur. Və yalnız nadir alimlər qurulmuş elmi paradiqmaya qarşı çıxmağa və Kainatın heterojenliyini elan etməyə cəsarət edirlər.

Qravitasiya sabiti

Qravitasiya sabiti (G) ilk dəfə Nyutonun cazibə qüvvəsi tənliyində ortaya çıxdı, buna görə iki cismin cazibə qüvvəsi qarşılıqlı təsir göstərən bu cisimlərin kütlələrinin hasilinin ona vurulan cisimlər arasındakı məsafənin kvadratına nisbətinə bərabərdir. onlar. Bu sabitin dəyəri ilk dəfə 1798-ci ildə Henry Cavendish tərəfindən dəqiq bir təcrübədə müəyyən edildikdən sonra dəfələrlə ölçüldü.

Ölçmələrin ilkin mərhələsində nəticələrin əhəmiyyətli dərəcədə səpələnməsi müşahidə edildi və sonra əldə edilən məlumatların yaxşı yaxınlaşması müşahidə edildi. Buna baxmayaraq, hətta 1970-ci ildən sonra da “ən yaxşı” nəticələr 6,6699-dan 6,6745-ə qədərdir, yəni yayılma 0,07% təşkil edir.

Bütün məlum fundamental sabitlərdən ən az dəqiqliklə təyin olunan qravitasiya sabitinin ədədi dəyəridir, baxmayaraq ki, bu dəyərin əhəmiyyətini çox qiymətləndirmək çətindir. Bu sabitin dəqiq mənasını aydınlaşdırmaq üçün edilən bütün cəhdlər uğursuz oldu və bütün ölçmələr mümkün dəyərlərin çox böyük diapazonunda qaldı. Qravitasiya sabitinin ədədi dəyərinin dəqiqliyinin hələ də 1/5000-i keçməməsi faktını “Nature” jurnalının redaktoru “fizikanın üzündə biabırçılıq ləkəsi” kimi müəyyən edib.

80-ci illərin əvvəllərində. Frank Stacy və onun həmkarları Avstraliyadakı dərin mədənlərdə və quyularda bu sabiti ölçdülər və onun əldə etdiyi dəyər hazırda qəbul edilən rəsmi dəyərdən təxminən 1% yüksək idi.

Vakuumda işığın sürəti

Eynşteynin nisbilik nəzəriyyəsinə görə, vakuumda işığın sürəti mütləq sabitdir. Müasir fiziki nəzəriyyələrin əksəriyyəti bu postulata əsaslanır. Buna görə də, vakuumda işığın sürətinin mümkün dəyişməsi məsələsini nəzərdən keçirməyə qarşı güclü nəzəri qərəz var. Hər halda, bu sual hazırda rəsmi olaraq bağlıdır. 1972-ci ildən bəri vakuumda işığın sürəti təriflə sabit elan edildi və indi 299792,458 ± 0,0012 k / s-ə bərabər hesab olunur.

Qravitasiya sabiti vəziyyətində olduğu kimi, bu sabitin əvvəlki ölçüləri müasir, rəsmi olaraq tanınan dəyərdən əhəmiyyətli dərəcədə fərqli idi. Məsələn, 1676-cı ildə Roemer indiki qiymətdən 30% aşağı olan bir dəyər çıxardı və Fizeau-nun 1849-cu ildə əldə etdiyi nəticələr 5% yüksək idi.

1928-ci ildən 1945-ci ilə qədər vakuumda işığın sürəti, məlum olduğu kimi, bu müddətdən əvvəl və sonradan 20 km / s az idi.

40-cı illərin sonlarında. bu sabitin qiyməti yenidən artmağa başladı. Təəccüblü deyil ki, yeni ölçmələr bu sabitin daha yüksək dəyərlərini verməyə başlayanda əvvəlcə elm adamları arasında bəzi çaşqınlıqlar yarandı. Yeni dəyərin əvvəlkindən təxminən 20 km/s yüksək olduğu, yəni 1927-ci ildə müəyyən edilmiş qiymətə olduqca yaxın olduğu ortaya çıxdı. 1950-ci ildən bu sabitin bütün ölçmələrinin nəticələri yenidən hər birinə çox yaxın olduğu ortaya çıxdı. digər (şək. 15). Yalnız ölçmələr davam etdirilsəydi, nəticələrin vahidliyinin nə qədər davam edəcəyini təxmin etmək qalır. Amma praktikada 1972-ci ildə vakuumda işığın sürətinin rəsmi dəyəri qəbul edildi və sonrakı tədqiqatlar dayandırıldı.

Təcrübələrdə Dr. Princetondakı NEC tədqiqat institutunda Lijun Wang, təəccüblü nəticələr əldə etdi. Təcrübə işıq impulslarının xüsusi təmizlənmiş sezium qazı ilə doldurulmuş konteynerdən keçirilməsindən ibarət idi. Eksperimental nəticələr fenomenal oldu - işıq impulslarının sürəti olduğu ortaya çıxdı 300 (üç yüz) dəfəLorentz çevrilmələrindən (2000) icazə verilən sürətdən çox!

İtaliyada, İtaliya Milli Tədqiqat Şurasının başqa bir qrup fizikləri mikrodalğalı sobalarla apardıqları təcrübələrdə (2000) onların yayılma sürətini əldə etdilər. 25%A. Eynşteynə görə icazə verilən sürətdən çox …

Ən maraqlısı odur ki, Eynşeyn işıq sürətinin dəyişkənliyindən xəbərdar idi:

Məktəb dərsliklərindən hamı Eynşteynin nəzəriyyəsinin Mişelson-Morley təcrübələri ilə təsdiqini bilir. Amma praktiki olaraq heç kim bilmir ki, Mişelson-Morli təcrübələrində istifadə olunan interferometrdə işığın cəmi 22 metr məsafə qət etdiyi bildirilir. Bundan əlavə, təcrübələr daş binanın zirzəmisində, praktiki olaraq dəniz səviyyəsində aparılmışdır. Bundan əlavə, təcrübələr 1887-ci ildə dörd gün ərzində (8, 9, 11 və 12 iyul) aparıldı. Bu günlərdə interferometrdən məlumatlar 6 saata qədər götürüldü və cihazın tamamilə 36 növbəsi var idi. Və bu eksperimental bazaya, üç balinada olduğu kimi, A. Eynşteynin həm xüsusi, həm də ümumi nisbilik nəzəriyyəsinin “düzgünlüyünün” təsdiqi dayanır.

Faktlar, təbii ki, ciddi məsələlərdir. Ona görə də gəlin faktlara müraciət edək. amerikalı fizik Dayton Miller(1866-1941) 1933-cü ildə "Reviews of Modern Physics" jurnalında efir drifti adlanandan daha uzun müddət ərzində apardığı təcrübələrin nəticələrini dərc etdi. iyirmi iltədqiqatlar apardı və bütün bu təcrübələrdə efir küləyinin mövcudluğunu təsdiqləyən müsbət nəticələr əldə etdi. Təcrübələrə 1902-ci ildə başlamış və 1926-cı ildə tamamlamışdır. Bu təcrübələr üçün o, ümumi şüa yolu olan bir interferometr yaratdı 64metr. O, o dövrün ən mükəmməl interferometri idi, A. Mişelson və E. Morlinin təcrübələrində istifadə etdiyi interferometrdən ən azı üç dəfə daha həssas idi. İnterferometr ölçmələri günün müxtəlif vaxtlarında, ilin müxtəlif vaxtlarında aparılmışdır. Alətdən oxunuşlar 200.000 min dəfədən çox götürüldü və interferometrin 12.000-dən çox dönüşü edildi. O, vaxtaşırı öz interferometrini Uilson dağının zirvəsinə (dəniz səviyyəsindən 6000 fut - 2000 metrdən çox) qaldırdı, burada, güman etdiyi kimi, efir küləyinin sürəti daha yüksək idi.

Dayton Miller A. Eynşteynə məktublar yazdı. Məktublarının birində o, efir küləyinin mövcudluğunu təsdiq edərək, iyirmi dörd illik işinin nəticələri haqqında məlumat verdi. A. Einstein bu məktuba çox şübhə ilə cavab verdi və ona təqdim edilən sübut tələb etdi. Sonra … cavab yoxdur.

“Kainat nəzəriyyəsi və obyektiv reallıq” məqaləsinin fraqmenti

Daimi Plank

Plank sabiti (h) kvant fizikasının əsas sabitidir və E-hυ düsturuna uyğun olaraq şüalanma tezliyini (υ) enerji kvantına (E) aid edir. Onun hərəkət ölçüsü (yəni enerji və zamanın məhsulu) var.

Bizə deyilir ki, kvant nəzəriyyəsi parlaq uğur və heyrətamiz dəqiqlik modelidir: Kvant dünyasının təsvirində aşkar edilmiş qanunlar (…) Təbiəti uğurla təsvir etmək və proqnozlaşdırmaq üçün indiyə qədər istifadə edilən ən etibarlı və dəqiq alətlərdir. Bəzi hallarda, nəzəri proqnozla faktiki əldə edilən nəticə arasında üst-üstə düşmə o qədər dəqiqdir ki, uyğunsuzluqlar milyardda birini keçmir.

Mən belə ifadələri o qədər tez-tez eşitmişəm və oxumuşam ki, Plank sabitinin ədədi dəyərinin ən uzaq onluq yerindən məlum olması lazım olduğuna inanmağa adət etmişəm. Deyəsən, belədir: sadəcə bu mövzuda hansısa istinad kitabına baxmaq lazımdır. Bununla belə, eyni bələdçinin əvvəlki nəşrini açsanız, dəqiqlik illüziyası yox olacaq. İllər keçdikcə bu "fundamental sabitin" rəsmi olaraq tanınan dəyəri dəyişərək, tədricən artıma meyl göstərdi.

Plank sabitinin dəyərindəki maksimum dəyişiklik 1929-cu ildən 1941-ci ilə qədər, dəyəri 1% -dən çox artdıqda qeyd edildi. Bu artım böyük ölçüdə eksperimental olaraq ölçülən elektron yükünün əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməsindən qaynaqlanır, yəni Plank sabitinin ölçmələri bu sabitin birbaşa qiymətlərini vermir, çünki onu təyin edərkən onun böyüklüyünü bilmək lazımdır. elektronun yükü və kütləsi. Əgər sonuncu sabitlərin hər ikisi bir və ya daha çox öz dəyərlərini dəyişərsə, Plank sabitinin qiyməti də dəyişir.

İncə struktur sabiti

Bəzi fiziklər incə quruluş sabitini vahid nəzəriyyəni izah etməyə kömək edə biləcək əsas kosmik ədədlərdən biri hesab edirlər.

Lund Rəsədxanasında (İsveç) professor Svenerik Johansson və onun aspirantı Maria Aldenius tərəfindən ingilis fiziki Maykl Merfi (Kembridge) ilə əməkdaşlıqda aparılmış ölçmələr göstərdi ki, başqa bir ölçüsüz sabit, sözdə incə struktur sabiti də zamanla dəyişir.. Vakuumda işığın sürəti, elementar elektrik yükü və Plank sabitinin birləşməsindən əmələ gələn bu kəmiyyət atomun hissəciklərini bir yerdə saxlayan elektromaqnit qarşılıqlı təsir gücünü xarakterizə edən mühüm parametrdir.

İncə struktur sabitinin zamanla dəyişib-dəyişmədiyini anlamaq üçün alimlər uzaq kvazarlardan - Yerdən milyardlarla işıq ili uzaqlıqda yerləşən super parlaq obyektlərdən gələn işığı laboratoriya ölçmələri ilə müqayisə etdilər. Kvazarların buraxdığı işıq kosmik qaz buludlarından keçdikdə, qazı təşkil edən müxtəlif kimyəvi elementlərin işığı necə udduğunu göstərən tünd xətlərlə davamlı spektr formalaşır. Xətlərin mövqelərindəki sistematik yerdəyişmələri tədqiq edərək və onları laboratoriya təcrübələrinin nəticələri ilə müqayisə edən tədqiqatçılar belə qənaətə gəliblər ki, axtarılan sabit dəyişikliklərə məruz qalır. Küçədəki adi bir insan üçün onlar çox da əhəmiyyətli görünməyə bilər: 6 milyard il ərzində yüzdə yalnız bir neçə milyonda biri, amma dəqiq elmlərdə, bildiyiniz kimi, xırda şeylər yoxdur.

Professor Yohansson deyir: "Kainat haqqında biliklərimiz bir çox cəhətdən natamamdır. Kainatdakı maddənin 90%-nin nədən - sözdə "qaranlıq maddədən" ibarət olduğu hələ məlum deyil. Baş verənlərlə bağlı müxtəlif nəzəriyyələr var. Böyük Partlayışdan sonra. Buna görə də yeni biliklər, kainatın mövcud konsepsiyası ilə uyğun gəlməsə belə, həmişə faydalı olur.