Wie sich physikalische Konstanten im Laufe der Zeit verändert haben

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Die offiziellen Werte der Konstanten haben sich auch in den letzten Jahrzehnten verändert. Zeigen die Messungen jedoch eine Abweichung vom Erwartungswert der Konstanten, was nicht so selten vorkommt, gelten die Ergebnisse als experimenteller Fehler. Und nur wenige Wissenschaftler wagen es, gegen das etablierte wissenschaftliche Paradigma zu verstoßen und die Heterogenität des Universums zu erklären.

Gravitationskonstante

Die Gravitationskonstante (G) taucht erstmals in der Newtonschen Gravitationsgleichung auf, wonach die Gravitationswechselwirkung zweier Körper gleich dem Verhältnis des Produkts der Massen dieser wechselwirkenden Körper multipliziert damit zum Quadrat des Abstands zwischen Ihnen. Der Wert dieser Konstanten wurde viele Male gemessen, seit er 1798 erstmals in einem Präzisionsexperiment von Henry Cavendish bestimmt wurde.

In der Anfangsphase der Messungen wurde eine erhebliche Streuung der Ergebnisse beobachtet, und dann wurde eine gute Konvergenz der erhaltenen Daten beobachtet. Dennoch liegen auch nach 1970 die „besten“Ergebnisse zwischen 6,6699 und 6,6745, dh der Spread beträgt 0,07 %.

Von allen bekannten Fundamentalkonstanten wird der Zahlenwert der Gravitationskonstanten mit der geringsten Genauigkeit bestimmt, wobei die Bedeutung dieses Wertes kaum zu überschätzen ist. Alle Versuche, die genaue Bedeutung dieser Konstanten zu klären, blieben erfolglos, und alle Messungen blieben in einem zu großen Bereich möglicher Werte. Dass die Genauigkeit des Zahlenwertes der Gravitationskonstanten immer noch 1/5000 nicht überschreitet, definierte der Herausgeber der Zeitschrift "Nature" als "eine Schande im Angesicht der Physik".

In den frühen 80er Jahren. Frank Stacy und seine Kollegen haben diese Konstante in tiefen Minen und Bohrlöchern in Australien gemessen, und der von ihm erhaltene Wert lag etwa 1% über dem derzeit offiziell akzeptierten Wert.

Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum

Nach Einsteins Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum eine absolute Konstante. Die meisten modernen physikalischen Theorien basieren auf diesem Postulat. Daher gibt es eine starke theoretische Tendenz, die Frage einer möglichen Änderung der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum in Betracht zu ziehen. Jedenfalls ist diese Frage derzeit offiziell geschlossen. Seit 1972 wird die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum per Definition als konstant deklariert und gilt heute als 299792.458 ± 0,0012 k / s.

Wie bei der Gravitationskonstante wichen die bisherigen Messungen dieser Konstanten deutlich vom modernen, offiziell anerkannten Wert ab. Zum Beispiel leitete Roemer 1676 einen Wert ab, der 30% niedriger war als der aktuelle, und Fizeaus 1849 erzielte Ergebnisse waren 5% höher.

Von 1928 bis 1945 die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum war, wie sich herausstellte, 20 km / s geringer als vor und nach dieser Zeit.

Ende der 40er Jahre. der Wert dieser Konstanten begann wieder zu steigen. Es ist nicht verwunderlich, dass, als neue Messungen begannen, höhere Werte dieser Konstanten zu ergeben, unter Wissenschaftlern zunächst einige Verwirrung aufkam. Der neue Wert fiel etwa 20 km/s höher aus als der vorherige, also ziemlich nahe an dem von 1927. Seit 1950 liegen die Ergebnisse aller Messungen dieser Konstanten wieder sehr nahe beieinander andere (Abb. 15). Es bleibt nur zu spekulieren, wie lange die Einheitlichkeit der Ergebnisse bei fortgesetzter Messung erhalten gewesen wäre. In der Praxis wurde 1972 jedoch der offizielle Wert der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum angenommen und die weitere Forschung eingestellt.

In Experimenten von Dr. Lijun Wang vom NEC-Forschungsinstitut in Princeton wurden überraschende Ergebnisse erzielt. Das Experiment bestand darin, Lichtimpulse durch einen mit speziell behandeltem Cäsiumgas gefüllten Behälter zu schicken. Die experimentellen Ergebnisse erwiesen sich als phänomenal - die Geschwindigkeit der Lichtpulse erwies sich als 300 (dreihundert) malmehr als die zulässige Geschwindigkeit aus den Lorentz-Transformationen (2000)!

In Italien hat eine andere Gruppe von Physikern des italienischen Nationalen Forschungsrats in ihren Experimenten mit Mikrowellen (2000) die Geschwindigkeit ihrer Ausbreitung auf 25%mehr als die zulässige Geschwindigkeit nach A. Einstein …

Interessanterweise war sich Einshein der Flüchtigkeit der Lichtgeschwindigkeit bewusst:

Aus Schulbüchern kennt jeder die Bestätigung von Einsteins Theorie durch die Michelson-Morley-Experimente. Aber praktisch niemand weiß, dass in dem Interferometer, das bei den Michelson-Morley-Experimenten verwendet wurde, das Licht insgesamt eine Strecke von 22 Metern zurückgelegt hat. Außerdem wurden die Experimente im Keller eines Steingebäudes praktisch auf Meereshöhe durchgeführt. Außerdem wurden die Experimente 1887 vier Tage lang (8., 9., 11. und 12. Juli) durchgeführt. An diesen Tagen wurden Daten vom Interferometer bis zu 6 Stunden lang aufgenommen, und es wurden absolut 36 Umdrehungen des Geräts durchgeführt. Und auf dieser experimentellen Grundlage beruht, wie bei drei Walen, die Bestätigung der "Korrektheit" sowohl der speziellen als auch der allgemeinen Relativitätstheorie von A. Einstein.

Die Tatsachen sind natürlich ernste Angelegenheiten. Wenden wir uns daher den Fakten zu. US-amerikanischer Physiker Dayton Miller(1866-1941) veröffentlichte 1933 in der Zeitschrift Reviews of Modern Physics die Ergebnisse seiner Experimente zur sogenannten Ätherdrift über einen Zeitraum von mehr als 20 JahreForschung, und in all diesen Experimenten erhielt er positive Ergebnisse zur Bestätigung der Existenz des ätherischen Windes. Er begann seine Experimente 1902 und beendete sie 1926. Für diese Experimente erstellte er ein Interferometer mit einem Gesamtstrahlengang von 64Meter. Es war das perfekteste Interferometer dieser Zeit, mindestens dreimal empfindlicher als das Interferometer, das in ihren Experimenten von A. Michelson und E. Morley verwendet wurde. Die Interferometermessungen wurden zu verschiedenen Tageszeiten zu verschiedenen Jahreszeiten durchgeführt. Die Ablesungen des Instruments wurden mehr als 200.000.000 Mal vorgenommen und das Interferometer mehr als 12.000 Umdrehungen gemacht. Er hob sein Interferometer regelmäßig auf den Gipfel des Mount Wilson (6.000 Fuß über dem Meeresspiegel - mehr als 2.000 Meter), wo, wie er annahm, die Ätherwindgeschwindigkeit höher war.

Dayton Miller schrieb Briefe an A. Einstein. In einem seiner Briefe berichtete er über die Ergebnisse seiner vierundzwanzigjährigen Arbeit und bestätigte die Anwesenheit des ätherischen Windes. A. Einstein reagierte auf diesen Brief sehr skeptisch und verlangte Beweise, die ihm vorgelegt wurden. Dann … keine Antwort.

Fragment des Artikels Theory of the Universe and Objective Reality

Konstante Planke

Die Plancksche Konstante (h) ist eine fundamentale Konstante der Quantenphysik und setzt die Strahlungsfrequenz (υ) nach der Formel E-hυ mit dem Energiequant (E) in Beziehung. Es hat die Dimension der Aktion (dh das Produkt aus Energie und Zeit).

Uns wird gesagt, dass die Quantentheorie ein Modell von brillantem Erfolg und erstaunlicher Genauigkeit ist: „Die bei der Beschreibung der Quantenwelt entdeckten Gesetze (…) sind die zuverlässigsten und genauesten Werkzeuge, die jemals verwendet wurden, um die Natur erfolgreich zu beschreiben und vorherzusagen Fällen ist die Übereinstimmung zwischen theoretischer Vorhersage und dem tatsächlich erhaltenen Ergebnis so genau, dass die Abweichungen einen milliardstel Teil nicht überschreiten."

Ich habe solche Aussagen so oft gehört und gelesen, dass ich es gewohnt bin zu glauben, dass der Zahlenwert der Planckschen Konstanten bis in die hinterste Dezimalstelle bekannt sein sollte. Es scheint, dass es so ist: Sie müssen nur in einem Nachschlagewerk zu diesem Thema nachschlagen. Die Illusion von Genauigkeit verschwindet jedoch, wenn Sie die vorherige Ausgabe desselben Handbuchs öffnen. Im Laufe der Jahre hat sich der offiziell anerkannte Wert dieser "Grundkonstanten" verändert und zeigt eine Tendenz zur allmählichen Zunahme.

Die maximale Änderung des Wertes der Planckschen Konstanten wurde von 1929 bis 1941 festgestellt, als ihr Wert um mehr als 1% anstieg. Dieser Anstieg wurde zu einem großen Teil durch eine signifikante Änderung der experimentell gemessenen Elektronenladung verursacht, dh Messungen der Planck-Konstanten geben keine direkten Werte dieser Konstanten an, da bei ihrer Bestimmung die Größe von bekannt sein muss Ladung und Masse des Elektrons. Wenn eine oder sogar mehrere der beiden letzten Konstanten ihren Wert ändern, ändert sich auch der Wert der Planckschen Konstanten.

Feinstrukturkonstante

Einige Physiker betrachten die Feinstrukturkonstante als eine der wichtigsten kosmischen Zahlen, die zur Erklärung der vereinheitlichten Theorie beitragen können.

Messungen am Lund-Observatorium (Schweden) von Professor Svenerik Johansson und seiner Doktorandin Maria Aldenius in Zusammenarbeit mit dem englischen Physiker Michael Murphy (Cambridge) haben gezeigt, dass sich auch eine andere dimensionslose Konstante, die sogenannte Feinstrukturkonstante, mit der Zeit ändert. Diese Größe, gebildet aus der Kombination der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum, einer elementaren elektrischen Ladung und der Planckschen Konstanten, ist ein wichtiger Parameter, der die Stärke der elektromagnetischen Wechselwirkung charakterisiert, die die Teilchen eines Atoms zusammenhält.

Um zu verstehen, ob sich die Feinstrukturkonstante im Laufe der Zeit ändert, verglichen die Wissenschaftler das Licht entfernter Quasare – superhelle Objekte, die sich Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt befinden – mit Labormessungen. Wenn von Quasaren emittiertes Licht durch Wolken aus kosmischem Gas hindurchtritt, wird ein kontinuierliches Spektrum mit dunklen Linien gebildet, die zeigen, wie die verschiedenen chemischen Elemente, aus denen das Gas besteht, Licht absorbieren. Nach der Untersuchung der systematischen Verschiebungen der Linienlagen und dem Vergleich mit den Ergebnissen von Laborexperimenten kamen die Forscher zu dem Schluss, dass sich die gesuchte Konstante verändert. Für einen einfachen Mann auf der Straße mögen sie nicht sehr bedeutsam erscheinen: nur wenige Millionstel Prozent über 6 Milliarden Jahre, aber in den exakten Wissenschaften gibt es, wie Sie wissen, keine Kleinigkeiten.

"Unser Wissen über das Universum ist in vielerlei Hinsicht unvollständig", sagt Professor Johansson. "Es bleibt unbekannt, woraus 90% der Materie im Universum besteht - die sogenannte" dunkle Materie". "Es gibt verschiedene Theorien darüber, was passiert ist" nach dem Urknall. Daher sind neue Erkenntnisse immer nützlich, auch wenn sie nicht mit dem aktuellen Konzept des Universums vereinbar sind.“