Hoe fysieke constanten in de loop van de tijd zijn veranderd

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

De officiële waarden van de constanten zijn zelfs in de afgelopen decennia veranderd. Maar als de metingen een afwijking van de verwachte waarde van de constante laten zien, wat niet zo zeldzaam is, worden de resultaten als een experimentele fout beschouwd. En alleen zeldzame wetenschappers durven tegen het gevestigde wetenschappelijke paradigma in te gaan en de heterogeniteit van het heelal te verklaren.

zwaartekrachtconstante

De zwaartekrachtsconstante (G) verscheen voor het eerst in de zwaartekrachtsvergelijking van Newton, volgens welke de zwaartekracht van twee lichamen gelijk is aan de verhouding van het product van de massa's van deze op elkaar inwerkende lichamen vermenigvuldigd met het kwadraat van de afstand tussen hen. De waarde van deze constante is vele malen gemeten sinds het voor het eerst werd bepaald in een precisie-experiment door Henry Cavendish in 1798.

In de beginfase van de metingen werd een significante spreiding van de resultaten waargenomen en vervolgens werd een goede convergentie van de verkregen gegevens waargenomen. Niettemin, zelfs na 1970, variëren de "beste" resultaten van 6,6699 tot 6,6745, dat wil zeggen dat de spreiding 0,07% is.

Van alle bekende fundamentele constanten is het de numerieke waarde van de zwaartekrachtconstante die met de minste nauwkeurigheid wordt bepaald, hoewel het belang van deze waarde nauwelijks kan worden overschat. Alle pogingen om de exacte betekenis van deze constante te verduidelijken waren niet succesvol en alle metingen bleven binnen een te groot bereik van mogelijke waarden. Het feit dat de nauwkeurigheid van de numerieke waarde van de zwaartekrachtconstante nog steeds niet groter is dan 1/5000, definieerde de redacteur van het tijdschrift "Nature" als "een schande op het gezicht van de natuurkunde".

Begin jaren 80. Frank Stacy en zijn collega's maten deze constante in diepe mijnen en boorgaten in Australië, en de waarde die hij verkreeg was ongeveer 1% hoger dan de officiële waarde die momenteel wordt geaccepteerd.

De snelheid van het licht in een vacuüm

Volgens de relativiteitstheorie van Einstein is de lichtsnelheid in een vacuüm een absolute constante. De meeste moderne natuurkundige theorieën zijn gebaseerd op dit postulaat. Daarom is er een sterke theoretische vooringenomenheid om de kwestie van een mogelijke verandering in de lichtsnelheid in een vacuüm te overwegen. Deze vraag is momenteel in ieder geval officieel gesloten. Sinds 1972 wordt de lichtsnelheid in een vacuüm per definitie constant verklaard en wordt nu beschouwd als gelijk aan 299792.458 ± 0,0012 k/s.

Net als in het geval van de zwaartekrachtconstante waren de eerdere metingen van deze constante significant verschillend van de moderne, officieel erkende waarde. In 1676 leidde Roemer bijvoorbeeld een waarde af die 30% lager was dan de huidige, en de resultaten van Fizeau die in 1849 werden verkregen, waren 5% hoger.

Van 1928 tot 1945 de snelheid van het licht in een vacuüm was, zo bleek, 20 km / s minder dan voor en na deze periode.

Eind jaren 40. de waarde van deze constante begon weer te stijgen. Het is niet verwonderlijk dat toen nieuwe metingen hogere waarden van deze constante begonnen te geven, er aanvankelijk enige verbijstering ontstond onder wetenschappers. De nieuwe waarde bleek ongeveer 20 km / s hoger te zijn dan de vorige, dat wil zeggen vrij dicht bij de in 1927 vastgestelde waarde. Sinds 1950 bleken de resultaten van alle metingen van deze constante opnieuw zeer dicht bij elk andere (afb. 15). Het blijft alleen om te speculeren hoe lang de uniformiteit van de resultaten zou zijn behouden als de metingen waren voortgezet. Maar in de praktijk, in 1972, werd de officiële waarde van de lichtsnelheid in een vacuüm aangenomen en werd verder onderzoek stopgezet.

In experimenten uitgevoerd door Dr. Lijun Wang van het NEC-onderzoeksinstituut in Princeton, werden verrassende resultaten behaald. Het experiment bestond uit het passeren van lichtpulsen door een container gevuld met speciaal behandeld cesiumgas. De experimentele resultaten bleken fenomenaal te zijn - de snelheid van lichtpulsen bleek te zijn 300 (driehonderd) keermeer dan de toegestane snelheid van de Lorentz-transformaties (2000)!

In Italië verkreeg een andere groep natuurkundigen van de Italiaanse Nationale Onderzoeksraad, in hun experimenten met microgolven (2000), de snelheid van hun voortplanting naar 25%meer dan de toegestane snelheid volgens A. Einstein …

Het meest interessante was dat Einshein zich bewust was van de vluchtigheid van de lichtsnelheid:

Uit schoolboeken kent iedereen de bevestiging van de theorie van Einstein door de experimenten van Michelson-Morley. Maar praktisch niemand weet dat in de interferometer, die werd gebruikt in de Michelson-Morley-experimenten, het licht in totaal een afstand van 22 meter aflegde. Bovendien werden de experimenten uitgevoerd in de kelder van een stenen gebouw, praktisch op zeeniveau. Verder werden de experimenten in 1887 gedurende vier dagen (8, 9, 11 en 12 juli) uitgevoerd. Gedurende deze dagen werden gedurende 6 uur gegevens van de interferometer genomen en waren er absoluut 36 beurten van het apparaat. En op deze experimentele basis, zoals op drie walvissen, berust de bevestiging van de 'juistheid' van zowel de speciale als de algemene relativiteitstheorie van A. Einstein.

De feiten zijn natuurlijk serieuze zaken. Laten we ons daarom tot de feiten wenden. Amerikaanse natuurkundige Dayton Miller(1866-1941) publiceerde in 1933 in het tijdschrift Reviews of Modern Physics de resultaten van zijn experimenten op de zogenaamde etherdrift gedurende een periode van meer dan twintig jaaronderzoek, en bij al deze experimenten ontving hij positieve resultaten ter bevestiging van het bestaan van de etherische wind. Hij begon zijn experimenten in 1902 en voltooide ze in 1926. Voor deze experimenten creëerde hij een interferometer met een totale bundelweg van 64meter. Het was de meest perfecte interferometer van die tijd, minstens drie keer gevoeliger dan de interferometer die A. Michelson en E. Morley in hun experimenten gebruikten. De metingen van de interferometer werden op verschillende tijdstippen van de dag, op verschillende tijdstippen van het jaar uitgevoerd. De metingen van het instrument werden meer dan 200.000 duizend keer gedaan en er werden meer dan 12.000 omwentelingen van de interferometer gemaakt. Hij hief periodiek zijn interferometer naar de top van Mount Wilson (6000 voet boven zeeniveau - meer dan 2000 meter), waar, zoals hij aannam, de etherwindsnelheid hoger was.

Dayton Miller schreef brieven aan A. Einstein. In een van zijn brieven deed hij verslag van de resultaten van zijn vierentwintig jaar werk, waarmee hij de aanwezigheid van de etherische wind bevestigde. A. Einstein reageerde zeer sceptisch op deze brief en eiste bewijs, dat hem werd voorgelegd. Dan… geen antwoord.

Fragment van het artikel The Theory of the Universe and Objective Reality

Constante plank

De constante van Planck (h) is een fundamentele constante van de kwantumfysica en relateert de stralingsfrequentie (υ) aan het energiekwantum (E) volgens de formule E-hυ. Het heeft de dimensie van actie (dat wil zeggen, het product van energie en tijd).

Er wordt ons verteld dat de kwantumtheorie een model is van briljant succes en verbazingwekkende nauwkeurigheid: "De wetten die zijn ontdekt in de beschrijving van de kwantumwereld (…) zijn de meest getrouwe en nauwkeurige hulpmiddelen die ooit zijn gebruikt om de natuur met succes te beschrijven en te voorspellen. In sommige gevallen is het samenvallen tussen theoretische voorspelling en het daadwerkelijk verkregen resultaat zo nauwkeurig dat de discrepanties niet groter zijn dan een miljardste deel."

Ik heb dergelijke uitspraken zo vaak gehoord en gelezen dat ik gewend ben te geloven dat de numerieke waarde van de constante van Planck tot op de verste decimaal bekend moet zijn. Het lijkt erop dat het zo is: je hoeft alleen maar in een naslagwerk over dit onderwerp te kijken. De illusie van nauwkeurigheid zal echter verdwijnen als u de vorige editie van dezelfde gids opent. In de loop der jaren is de officieel erkende waarde van deze "fundamentele constante" veranderd, met een tendens naar een geleidelijke toename.

De maximale verandering in de waarde van de constante van Planck werd genoteerd van 1929 tot 1941, toen de waarde met meer dan 1% toenam. Deze toename werd voor een groot deel veroorzaakt door een significante verandering in de experimenteel gemeten elektronenlading, dwz metingen van de Planck-constante geven geen directe waarden van deze constante, omdat het bij het bepalen ervan noodzakelijk is om de grootte van de de lading en de massa van het elektron. Als een of zelfs meer beide laatste constanten hun waarden veranderen, verandert ook de waarde van de constante van Planck.

Fijne structuurconstante

Sommige natuurkundigen beschouwen de fijne structuurconstante als een van de belangrijkste kosmische getallen die de verenigde theorie kunnen helpen verklaren.

Metingen uitgevoerd aan het Lund Observatorium (Zweden) door professor Svenerik Johansson en zijn afgestudeerde student Maria Aldenius in samenwerking met de Engelse natuurkundige Michael Murphy (Cambridge) hebben aangetoond dat een andere dimensieloze constante, de zogenaamde fijnstructuurconstante, ook verandert in de tijd. Deze grootheid, gevormd door de combinatie van de lichtsnelheid in een vacuüm, een elementaire elektrische lading en de constante van Planck, is een belangrijke parameter die de sterkte van de elektromagnetische interactie kenmerkt die de deeltjes van een atoom bij elkaar houdt.

Om te begrijpen of de fijne structuurconstante in de loop van de tijd varieert, vergeleken wetenschappers het licht dat afkomstig is van verre quasars - superheldere objecten die miljarden lichtjaren van de aarde verwijderd zijn - met laboratoriummetingen. Wanneer het door quasars uitgezonden licht door wolken van kosmisch gas gaat, wordt een continu spectrum gevormd met donkere lijnen die laten zien hoe de verschillende chemische elementen waaruit het gas bestaat, licht absorberen. Na de systematische verschuivingen in de posities van de lijnen te hebben bestudeerd en deze te vergelijken met de resultaten van laboratoriumexperimenten, kwamen de onderzoekers tot de conclusie dat de gezochte constante veranderingen ondergaat. Voor een gewone man op straat lijken ze misschien niet erg belangrijk: slechts een paar miljoenste procent over 6 miljard jaar, maar in de exacte wetenschappen zijn er, zoals u weet, geen kleinigheden.

"Onze kennis van het heelal is in veel opzichten onvolledig", zegt professor Johansson. "Het blijft onbekend waaruit 90% van de materie in het heelal bestaat - de zogenaamde "donkere materie". Er zijn verschillende theorieën over wat er is gebeurd. na de oerknal. Nieuwe kennis komt dus altijd van pas, ook al strookt die niet met het huidige concept van het heelal."