Bagaimana konstanta fisik berubah dari waktu ke waktu

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Nilai resmi konstanta telah berubah bahkan selama beberapa dekade terakhir. Tetapi jika pengukuran menunjukkan penyimpangan dari nilai konstanta yang diharapkan, yang tidak begitu jarang, hasilnya dianggap sebagai kesalahan eksperimental. Dan hanya ilmuwan langka yang berani menentang paradigma ilmiah yang mapan dan menyatakan heterogenitas Alam Semesta.

konstanta gravitasi

Konstanta gravitasi (G) pertama kali muncul dalam persamaan gravitasi Newton, yang menyatakan bahwa gaya interaksi gravitasi dua benda sama dengan rasio produk massa benda-benda yang berinteraksi ini dikalikan dengan kuadrat jarak antara mereka. Nilai konstanta ini telah diukur berkali-kali sejak pertama kali ditentukan dalam eksperimen presisi oleh Henry Cavendish pada tahun 1798.

Pada tahap awal pengukuran, sebaran hasil yang signifikan diamati, dan kemudian konvergensi yang baik dari data yang diperoleh diamati. Namun demikian, bahkan setelah tahun 1970, hasil "terbaik" berkisar antara 6,6699 hingga 6,6745, yaitu spreadnya 0,07%.

Dari semua konstanta fundamental yang diketahui, nilai numerik dari konstanta gravitasi yang ditentukan dengan akurasi paling rendah, meskipun pentingnya nilai ini hampir tidak dapat ditaksir terlalu tinggi. Semua upaya untuk mengklarifikasi arti yang tepat dari konstanta ini tidak berhasil, dan semua pengukuran tetap dalam rentang nilai yang terlalu besar. Fakta bahwa akurasi nilai numerik konstanta gravitasi masih tidak melebihi 1/5000, editor jurnal "Alam" mendefinisikannya sebagai "titik memalukan di muka fisika."

Di awal tahun 80-an. Frank Stacy dan rekan-rekannya mengukur konstanta ini di tambang dalam dan lubang bor di Australia, dan nilai yang diperolehnya sekitar 1% lebih tinggi dari nilai resmi yang diterima saat ini.

Kecepatan cahaya dalam ruang hampa

Menurut teori relativitas Einstein, kecepatan cahaya dalam ruang hampa adalah konstanta mutlak. Kebanyakan teori fisika modern didasarkan pada postulat ini. Oleh karena itu, ada bias teoretis yang kuat terhadap mempertimbangkan pertanyaan tentang kemungkinan perubahan kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Bagaimanapun, pertanyaan ini saat ini secara resmi ditutup. Sejak tahun 1972, kecepatan cahaya dalam ruang hampa telah dinyatakan konstan menurut definisi dan sekarang dianggap sama dengan 299792,458 ± 0,0012 k / s.

Seperti dalam kasus konstanta gravitasi, pengukuran sebelumnya dari konstanta ini secara signifikan berbeda dari nilai modern yang diakui secara resmi. Misalnya, pada tahun 1676 Roemer menyimpulkan nilai yang 30% lebih rendah dari nilai saat ini, dan hasil yang diperoleh Fizeau pada tahun 1849 adalah 5% lebih tinggi.

Dari tahun 1928 hingga 1945 kecepatan cahaya dalam ruang hampa, ternyata, lebih kecil 20 km / s dari sebelum dan sesudah periode ini.

Di akhir 40-an. nilai konstanta ini mulai meningkat lagi. Tidak mengherankan bahwa ketika pengukuran baru mulai memberikan nilai konstanta yang lebih tinggi, beberapa kebingungan muncul di antara para ilmuwan pada awalnya. Nilai baru ternyata sekitar 20 km / s lebih tinggi dari yang sebelumnya, yaitu, cukup dekat dengan yang ditetapkan pada tahun 1927. Sejak 1950, hasil semua pengukuran konstanta ini lagi ternyata sangat dekat dengan masing-masing. lainnya (Gbr. 15). Tetap hanya untuk berspekulasi berapa lama keseragaman hasil akan dipertahankan jika pengukuran dilanjutkan. Namun dalam praktiknya, pada tahun 1972, nilai resmi kecepatan cahaya dalam ruang hampa diadopsi, dan penelitian lebih lanjut dihentikan.

Dalam percobaan yang dilakukan oleh Dr. Lijun Wang di lembaga penelitian NEC di Princeton, diperoleh hasil yang mengejutkan. Eksperimen terdiri dari melewatkan pulsa cahaya melalui wadah yang diisi dengan gas cesium yang diperlakukan secara khusus. Hasil eksperimen ternyata sangat fenomenal - kecepatan pulsa cahaya ternyata 300 (tiga ratus) kalilebih dari kecepatan yang diizinkan dari transformasi Lorentz (2000)!

Di Italia, sekelompok fisikawan lain dari Dewan Riset Nasional Italia, dalam eksperimen mereka dengan gelombang mikro (2000), memperoleh kecepatan rambat mereka ke 25%lebih dari kecepatan yang diizinkan menurut A. Einstein …

Yang paling menarik, Einshein menyadari volatilitas kecepatan cahaya:

Dari buku pelajaran sekolah semua orang tahu tentang konfirmasi teori Einstein dengan eksperimen Michelson-Morley. Tetapi praktis tidak ada yang tahu bahwa dalam interferometer, yang digunakan dalam eksperimen Michelson-Morley, cahaya menempuh jarak total 22 meter. Selain itu, eksperimen dilakukan di ruang bawah tanah sebuah bangunan batu, praktis di permukaan laut. Selanjutnya, percobaan dilakukan selama empat hari (8, 9, 11 dan 12 Juli) pada tahun 1887. Selama hari-hari ini, data dari interferometer diambil selama 6 jam, dan benar-benar ada 36 putaran perangkat. Dan di atas dasar eksperimental ini, seperti pada tiga paus, konfirmasi "kebenaran" teori relativitas khusus dan umum dari A. Einstein bertumpu.

Fakta, tentu saja, adalah masalah serius. Karena itu, mari kita beralih ke fakta. fisikawan Amerika Dayton Miller(1866-1941) pada tahun 1933 diterbitkan dalam jurnal Review of Modern Physics hasil eksperimennya pada apa yang disebut pergeseran eter untuk jangka waktu lebih dari dua puluh tahunpenelitian, dan dalam semua percobaan ini ia menerima hasil positif dalam konfirmasi keberadaan angin eterik. Dia memulai eksperimennya pada tahun 1902 dan menyelesaikannya pada tahun 1926. Untuk eksperimen ini, ia membuat interferometer dengan jalur pancaran total 64meter. Itu adalah interferometer paling sempurna saat itu, setidaknya tiga kali lebih sensitif daripada interferometer yang digunakan dalam eksperimen mereka oleh A. Michelson dan E. Morley. Pengukuran interferometer dilakukan pada waktu yang berbeda dalam sehari, pada waktu yang berbeda dalam setahun. Pembacaan dari instrumen diambil lebih dari 200.000 ribu kali, dan lebih dari 12.000 putaran interferometer dibuat. Dia secara berkala mengangkat interferometernya ke puncak Gunung Wilson (6.000 kaki di atas permukaan laut - lebih dari 2.000 meter), di mana, seperti yang dia duga, kecepatan angin eter lebih tinggi.

Dayton Miller menulis surat kepada A. Einstein. Dalam salah satu suratnya, dia melaporkan hasil pekerjaannya selama dua puluh empat tahun, yang menegaskan keberadaan angin eterik. A. Einstein menanggapi surat ini dengan sangat skeptis dan menuntut bukti, yang diberikan kepadanya. Lalu… tidak ada jawaban.

Fragmen artikel Teori Alam Semesta dan Realitas Objektif

Papan Konstan

Konstanta Planck (h) adalah konstanta dasar fisika kuantum dan menghubungkan frekuensi radiasi (υ) dengan energi kuantum (E) sesuai dengan rumus E-hυ. Ia memiliki dimensi tindakan (yaitu, produk energi dan waktu).

Kita diberitahu bahwa teori kuantum adalah model keberhasilan yang cemerlang dan akurasi yang luar biasa: "Hukum yang ditemukan dalam deskripsi dunia kuantum (…) adalah alat yang paling setia dan akurat yang pernah digunakan untuk berhasil menggambarkan dan memprediksi Alam. Dalam beberapa kasus, kebetulan antara prediksi teoretis dan hasil yang sebenarnya diperoleh sangat akurat sehingga perbedaannya tidak melebihi sepersejuta bagian."

Saya telah mendengar dan membaca pernyataan seperti itu begitu sering sehingga saya terbiasa untuk percaya bahwa nilai numerik konstanta Planck harus diketahui dalam tempat desimal terjauh. Tampaknya begitu: Anda hanya perlu mencari di beberapa buku referensi tentang topik ini. Namun, ilusi akurasi akan hilang jika Anda membuka edisi sebelumnya dari panduan yang sama. Selama bertahun-tahun, nilai yang diakui secara resmi dari "konstanta fundamental" ini telah berubah, menunjukkan kecenderungan ke arah peningkatan bertahap.

Perubahan maksimum dalam nilai konstanta Planck tercatat dari tahun 1929 hingga 1941, ketika nilainya meningkat lebih dari 1%. Sebagian besar, peningkatan ini disebabkan oleh perubahan signifikan dalam muatan elektron yang diukur secara eksperimental, yaitu Pengukuran konstanta Planck tidak memberikan nilai langsung dari konstanta ini, karena ketika menentukannya, perlu diketahui besarnya muatan dan massa elektron. Jika satu atau lebih dari kedua konstanta terakhir berubah nilainya, nilai konstanta Planck juga berubah.

Konstanta struktur halus

Beberapa fisikawan menganggap konstanta struktur halus sebagai salah satu bilangan kosmik utama yang dapat membantu menjelaskan teori terpadu.

Pengukuran yang dilakukan di Observatorium Lund (Swedia) oleh Profesor Svenerik Johansson dan mahasiswa pascasarjananya Maria Aldenius bekerja sama dengan fisikawan Inggris Michael Murphy (Cambridge) telah menunjukkan bahwa konstanta tak berdimensi lain, yang disebut konstanta struktur halus, juga berubah seiring waktu.. Kuantitas ini, yang terbentuk dari kombinasi kecepatan cahaya dalam ruang hampa, muatan listrik dasar, dan konstanta Planck, merupakan parameter penting yang mencirikan kekuatan interaksi elektromagnetik yang menyatukan partikel-partikel atom.

Untuk memahami apakah konstanta struktur halus bervariasi dari waktu ke waktu, para ilmuwan membandingkan cahaya yang datang dari quasar jauh - objek super terang yang terletak miliaran tahun cahaya dari Bumi - dengan pengukuran laboratorium. Ketika cahaya yang dipancarkan oleh quasar melewati awan gas kosmik, spektrum kontinu terbentuk dengan garis-garis gelap yang menunjukkan bagaimana berbagai elemen kimia yang membentuk gas menyerap cahaya. Setelah mempelajari pergeseran sistematis dalam posisi garis dan membandingkannya dengan hasil percobaan laboratorium, para peneliti sampai pada kesimpulan bahwa konstanta yang dicari sedang mengalami perubahan. Bagi orang biasa di jalan, mereka mungkin tidak tampak terlalu signifikan: hanya sepersejuta persen selama 6 miliar tahun, tetapi dalam ilmu pasti, seperti yang Anda tahu, tidak ada hal-hal sepele.

"Pengetahuan kita tentang Semesta tidak lengkap dalam banyak hal," kata Profesor Johansson. "Masih belum diketahui dari apa 90% materi di Semesta terbuat - yang disebut" materi gelap. "Ada teori berbeda tentang apa yang terjadi setelah Big Bang. Oleh karena itu, pengetahuan baru selalu berguna, meskipun tidak sesuai dengan konsep alam semesta saat ini."