Các hằng số vật lý đã thay đổi như thế nào theo thời gian

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Các giá trị chính thức của các hằng số đã thay đổi trong vài thập kỷ qua. Nhưng nếu các phép đo cho thấy sự sai lệch so với giá trị mong đợi của hằng số, điều này không phải là quá hiếm, thì kết quả được coi là một sai số thực nghiệm. Và chỉ có những nhà khoa học hiếm hoi mới dám đi ngược lại mô hình khoa học đã được thiết lập và tuyên bố về tính không đồng nhất của Vũ trụ.

Hằng số hấp dẫn

Hằng số hấp dẫn (G) lần đầu tiên xuất hiện trong phương trình hấp dẫn của Newton, theo đó lực tương tác hấp dẫn của hai vật thể bằng tỷ số của tích khối lượng của các vật thể tương tác này nhân với nó với bình phương khoảng cách giữa họ. Giá trị của hằng số này đã được đo nhiều lần kể từ lần đầu tiên nó được xác định trong một thí nghiệm chính xác của Henry Cavendish vào năm 1798.

Ở giai đoạn đầu của phép đo, người ta quan sát thấy sự phân tán đáng kể của các kết quả, và sau đó quan sát thấy sự hội tụ tốt của dữ liệu thu được. Tuy nhiên, ngay cả sau năm 1970, kết quả "tốt nhất" nằm trong khoảng từ 6,69999 đến 6,6745, nghĩa là, mức chênh lệch là 0,07%.

Trong tất cả các hằng số cơ bản đã biết, giá trị số của hằng số hấp dẫn được xác định với độ chính xác thấp nhất, mặc dù tầm quan trọng của giá trị này khó có thể được đánh giá quá cao. Mọi nỗ lực để làm rõ ý nghĩa chính xác của hằng số này đều không thành công và tất cả các phép đo vẫn nằm trong một phạm vi giá trị có thể quá lớn. Thực tế là độ chính xác của giá trị số của hằng số hấp dẫn vẫn không vượt quá 1/5000, biên tập viên của tạp chí "Nature" đã định nghĩa là "một điểm đáng xấu hổ trên bộ mặt vật lý."

Vào đầu những năm 80. Frank Stacy và các đồng nghiệp của ông đã đo hằng số này trong các mỏ và lỗ khoan sâu ở Úc, và giá trị mà ông thu được cao hơn khoảng 1% so với giá trị chính thức được chấp nhận hiện nay.

Tốc độ ánh sáng trong chân không

Theo thuyết tương đối của Einstein, tốc độ ánh sáng trong chân không là một hằng số tuyệt đối. Hầu hết các lý thuyết vật lý hiện đại đều dựa trên định đề này. Do đó, có một khuynh hướng lý thuyết mạnh mẽ chống lại việc xem xét câu hỏi về khả năng thay đổi tốc độ ánh sáng trong chân không. Trong mọi trường hợp, câu hỏi này hiện đang chính thức đóng. Kể từ năm 1972, tốc độ ánh sáng trong chân không đã được tuyên bố là không đổi theo định nghĩa và hiện nay được coi là bằng 299792,458 ± 0,0012 k / s.

Như trong trường hợp hằng số hấp dẫn, các phép đo trước đây của hằng số này khác biệt đáng kể so với giá trị hiện đại, được chính thức công nhận. Ví dụ, vào năm 1676 Roemer đã suy ra một giá trị thấp hơn 30% so với giá trị hiện tại, và kết quả của Fizeau thu được vào năm 1849 cao hơn 5%.

Từ năm 1928 đến năm 1945 Tốc độ ánh sáng trong chân không, khi nó quay ra, nhỏ hơn 20 km / s so với trước và sau khoảng thời gian này.

Vào cuối những năm 40. giá trị của hằng số này bắt đầu tăng trở lại. Không có gì ngạc nhiên khi các phép đo mới bắt đầu đưa ra các giá trị cao hơn của hằng số này, ban đầu các nhà khoa học đã nảy sinh một số hoang mang. Giá trị mới hóa ra cao hơn giá trị trước đó khoảng 20 km / s, khá gần với giá trị được thiết lập vào năm 1927. Kể từ năm 1950, kết quả của tất cả các phép đo của hằng số này lại trở nên rất gần với từng khác (Hình 15). Nó vẫn chỉ để suy đoán tính đồng nhất của các kết quả sẽ được duy trì trong bao lâu nếu các phép đo được tiếp tục. Nhưng trên thực tế, vào năm 1972, giá trị chính thức của tốc độ ánh sáng trong chân không đã được thông qua, và các nghiên cứu sâu hơn đã bị dừng lại.

Trong các thí nghiệm do Dr. Lijun Wang tại viện nghiên cứu NEC ở Princeton, đã thu được kết quả đáng ngạc nhiên. Thí nghiệm bao gồm cho các xung ánh sáng truyền qua một bình chứa chứa đầy khí xêzi được xử lý đặc biệt. Các kết quả thí nghiệm hóa ra là một hiện tượng - tốc độ của các xung ánh sáng hóa ra là 300 (ba trăm) lầnnhiều hơn tốc độ cho phép từ các phép biến đổi Lorentz (2000)!

Ở Ý, một nhóm các nhà vật lý khác từ Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Ý, trong các thí nghiệm của họ với vi sóng (2000), đã thu được tốc độ lan truyền của họ là 25%hơn tốc độ cho phép theo A. Einstein …

Điều thú vị nhất, Einshein đã nhận thức được sự biến động của tốc độ ánh sáng:

Từ sách giáo khoa ở trường, mọi người đều biết về sự xác nhận lý thuyết của Einstein bằng các thí nghiệm Michelson-Morley. Nhưng thực tế không ai biết rằng trong giao thoa kế, được sử dụng trong các thí nghiệm Michelson-Morley, ánh sáng truyền đi tổng cộng được khoảng cách là 22 mét. Ngoài ra, các thí nghiệm được thực hiện dưới tầng hầm của một tòa nhà bằng đá, thực tế là ở mực nước biển. Hơn nữa, các thí nghiệm được thực hiện trong bốn ngày (8, 9, 11 và 12 tháng 7) vào năm 1887. Trong những ngày này, dữ liệu từ giao thoa kế được lấy trong khoảng thời gian 6 giờ, và có 36 lượt thiết bị. Và trên cơ sở thực nghiệm này, cũng như trên ba con cá voi, việc xác nhận "tính đúng đắn" của cả thuyết tương đối rộng và đặc biệt của A. Einstein đều nằm ở chỗ.

Tất nhiên, sự thật là những vấn đề nghiêm trọng. Do đó, chúng ta hãy chuyển sang sự thật. Nhà vật lý người Mỹ Dayton Miller(1866-1941) năm 1933 công bố trên tạp chí Nhận xét Vật lý Hiện đại kết quả các thí nghiệm của ông về cái gọi là sự trôi dạt ête trong một khoảng thời gian hơn hai mươi nămnghiên cứu, và trong tất cả các thí nghiệm này, ông đã nhận được kết quả khả quan trong việc xác nhận sự tồn tại của gió etheric. Ông bắt đầu các thí nghiệm của mình vào năm 1902 và hoàn thành chúng vào năm 1926. Đối với những thí nghiệm này, ông đã tạo ra một giao thoa kế có tổng đường đi của chùm tia là 64mét. Đó là giao thoa kế hoàn hảo nhất thời bấy giờ, nhạy hơn ít nhất ba lần so với giao thoa kế được A. Michelson và E. Morley sử dụng trong các thí nghiệm của họ. Các phép đo giao thoa kế được thực hiện vào các thời điểm khác nhau trong ngày, vào các thời điểm khác nhau trong năm. Các kết quả đọc từ thiết bị đã được thực hiện hơn 200.000 nghìn lần và hơn 12.000 lượt giao thoa kế đã được thực hiện. Ông định kỳ nâng giao thoa kế của mình lên đỉnh núi Wilson (cao hơn mực nước biển 6.000 feet - hơn 2.000 mét), tại đó, như ông giả định, tốc độ gió ether cao hơn.

Dayton Miller đã viết thư cho A. Einstein. Trong một lá thư của mình, ông đã báo cáo về kết quả của hai mươi bốn năm làm việc của mình, xác nhận sự hiện diện của gió etheric. A. Einstein đã trả lời bức thư này một cách rất hoài nghi và yêu cầu bằng chứng được trình bày cho ông. Sau đó … không có câu trả lời.

Phần rời rạc của bài báo Thuyết vũ trụ và thực tại khách quan

Ván không đổi

Hằng số Planck (h) là một hằng số cơ bản của vật lý lượng tử và liên hệ tần số bức xạ (υ) với lượng tử năng lượng (E) theo công thức E-hυ. Nó có chiều hướng của hành động (tức là sản phẩm của năng lượng và thời gian).

Chúng ta được biết rằng lý thuyết lượng tử là một mô hình của sự thành công rực rỡ và độ chính xác đáng kinh ngạc: "Các định luật được khám phá trong mô tả thế giới lượng tử (…) là những công cụ trung thực và chính xác nhất từng được sử dụng để mô tả và dự đoán thành công Tự nhiên. Trong một số trường hợp, sự trùng hợp giữa dự đoán lý thuyết và kết quả thực tế thu được chính xác đến mức chênh lệch không vượt quá một phần tỷ."

Tôi đã nghe và đọc những tuyên bố như vậy thường xuyên đến nỗi tôi quen tin rằng giá trị bằng số của hằng số Planck nên được biết đến ở vị trí thập phân xa nhất. Có vẻ như nó là như vậy: bạn chỉ cần tìm trong một số cuốn sách tham khảo về chủ đề này. Tuy nhiên, ảo tưởng về độ chính xác sẽ biến mất nếu bạn mở phiên bản trước của cùng một hướng dẫn. Trong những năm qua, giá trị được công nhận chính thức của "hằng số cơ bản" này đã thay đổi, có xu hướng tăng dần.

Sự thay đổi lớn nhất trong giá trị của hằng số Planck được ghi nhận từ năm 1929 đến năm 1941, khi giá trị của nó tăng hơn 1%. Ở một mức độ lớn, sự gia tăng này là do sự thay đổi đáng kể trong điện tích electron đo được trong thực nghiệm, tức là các phép đo của hằng số Planck không cho giá trị trực tiếp của hằng số này, vì khi xác định nó, cần phải biết độ lớn của điện tích và khối lượng của êlectron. Nếu một hoặc nhiều hơn cả hai hằng số cuối cùng thay đổi giá trị của chúng, giá trị của hằng số Planck cũng thay đổi.

Cấu trúc mịn không đổi

Một số nhà vật lý coi hằng số cấu trúc mịn là một trong những con số vũ trụ chính có thể giúp giải thích lý thuyết thống nhất.

Các phép đo được thực hiện tại Đài quan sát Lund (Thụy Điển) do Giáo sư Svenerik Johansson và nghiên cứu sinh Maria Aldenius phối hợp với nhà vật lý người Anh Michael Murphy (Cambridge) thực hiện đã chỉ ra rằng một hằng số không thứ nguyên khác, được gọi là hằng số cấu trúc mịn, cũng thay đổi theo thời gian.. Đại lượng này, được hình thành từ sự kết hợp của tốc độ ánh sáng trong chân không, điện tích cơ bản và hằng số Planck, là một tham số quan trọng đặc trưng cho cường độ của tương tác điện từ giữ các hạt của một nguyên tử lại với nhau.

Để hiểu liệu hằng số cấu trúc mịn có thay đổi theo thời gian hay không, các nhà khoa học đã so sánh ánh sáng đến từ các chuẩn tinh ở xa - những vật thể siêu sáng nằm cách Trái đất hàng tỷ năm ánh sáng - với các phép đo trong phòng thí nghiệm. Khi ánh sáng do chuẩn tinh phát ra đi qua các đám mây khí vũ trụ, một quang phổ liên tục được hình thành với các vạch tối cho thấy các nguyên tố hóa học khác nhau tạo nên khí hấp thụ ánh sáng như thế nào. Sau khi nghiên cứu sự thay đổi có hệ thống ở vị trí của các đường và so sánh chúng với kết quả của các thí nghiệm trong phòng thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã đi đến kết luận rằng hằng số được tìm kiếm đang trải qua những thay đổi. Đối với một người bình thường trên đường phố, chúng có vẻ không đáng kể lắm: chỉ vài phần triệu của một phần trăm trong hơn 6 tỷ năm, nhưng trong khoa học chính xác, như bạn biết, không có chuyện vặt vãnh.

Giáo sư Johansson nói: “Kiến thức của chúng ta về Vũ trụ chưa đầy đủ theo nhiều cách,“Vẫn chưa biết 90% vật chất trong Vũ trụ được tạo ra từ cái gì - cái gọi là “vật chất tối”. Có nhiều giả thuyết khác nhau về những gì đã xảy ra. sau Vụ nổ lớn. Do đó, kiến thức mới luôn có ích, ngay cả khi chúng không phù hợp với khái niệm hiện tại về vũ trụ."