Cómo las constantes físicas han cambiado con el tiempo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

Los valores oficiales de las constantes han cambiado incluso en las últimas décadas. Pero si las mediciones muestran una desviación del valor esperado de la constante, lo cual no es tan raro, los resultados se consideran un error experimental. Y solo unos pocos científicos se atreven a ir en contra del paradigma científico establecido y declarar la heterogeneidad del Universo.

Constante gravitacional

La constante gravitacional (G) apareció por primera vez en la ecuación de la gravedad de Newton, según la cual la fuerza de interacción gravitacional de dos cuerpos es igual a la relación del producto de las masas de estos cuerpos que interactúan multiplicado por ella al cuadrado de la distancia entre ellos. El valor de esta constante se ha medido muchas veces desde que Henry Cavendish lo determinó por primera vez en un experimento de precisión en 1798.

En la etapa inicial de las mediciones se observó una dispersión significativa de los resultados y luego se observó una buena convergencia de los datos obtenidos. Sin embargo, incluso después de 1970, los "mejores" resultados oscilan entre 6,6699 y 6,6745, es decir, el diferencial es del 0,07%.

De todas las constantes fundamentales conocidas, es el valor numérico de la constante gravitacional el que se determina con menor precisión, aunque la importancia de este valor difícilmente puede sobreestimarse. Todos los intentos de aclarar el significado exacto de esta constante fueron infructuosos y todas las mediciones se mantuvieron en un rango demasiado grande de valores posibles. El hecho de que la precisión del valor numérico de la constante gravitacional aún no supere 1/5000, el editor de la revista "Nature" lo definió como "un punto de vergüenza en la faz de la física".

A principios de los 80. Frank Stacy y sus colegas midieron esta constante en minas profundas y pozos en Australia, y el valor que obtuvo fue aproximadamente un 1% más alto que el valor oficial actualmente aceptado.

La velocidad de la luz en el vacío

Según la teoría de la relatividad de Einstein, la velocidad de la luz en el vacío es una constante absoluta. La mayoría de las teorías físicas modernas se basan en este postulado. Por lo tanto, existe un fuerte sesgo teórico en contra de considerar la cuestión de un posible cambio en la velocidad de la luz en el vacío. En cualquier caso, esta cuestión actualmente está oficialmente cerrada. Desde 1972, la velocidad de la luz en el vacío se ha declarado constante por definición y ahora se considera igual a 299792,458 ± 0,0012 k / s.

Como en el caso de la constante gravitacional, las medidas anteriores de esta constante eran significativamente diferentes del valor moderno oficialmente reconocido. Por ejemplo, en 1676 Roemer dedujo un valor que era un 30% más bajo que el actual, y los resultados de Fizeau obtenidos en 1849 fueron un 5% más altos.

De 1928 a 1945 resultó que la velocidad de la luz en el vacío era 20 km / s menor que antes y después de este período.

A finales de los 40. el valor de esta constante comenzó a aumentar nuevamente. No es sorprendente que cuando las nuevas mediciones comenzaron a dar valores más altos de esta constante, al principio surgiera cierto desconcierto entre los científicos. El nuevo valor resultó ser unos 20 km / s superior al anterior, es decir, bastante cercano al establecido en 1927. Desde 1950, los resultados de todas las mediciones de esta constante volvieron a ser muy cercanos a cada uno. otro (Fig.15). Solo queda especular cuánto tiempo se habría mantenido la uniformidad de los resultados si se hubieran continuado las mediciones. Pero en la práctica, en 1972, se adoptó el valor oficial de la velocidad de la luz en el vacío y se detuvieron las investigaciones posteriores.

En experimentos realizados por el Dr. Lijun Wang en el instituto de investigación NEC en Princeton, se obtuvieron resultados sorprendentes. El experimento consistió en hacer pasar pulsos de luz a través de un recipiente lleno de gas cesio especialmente tratado. Los resultados experimentales resultaron ser fenomenales: la velocidad de los pulsos de luz resultó ser 300 (trescientas) vecesmás que la velocidad permitida de las transformaciones de Lorentz (2000)!

En Italia, otro grupo de físicos del Consejo Nacional de Investigaciones de Italia, en sus experimentos con microondas (2000), obtuvo la velocidad de su propagación a 25%más que la velocidad permitida según A. Einstein …

Lo más interesante es que Einshein era consciente de la volatilidad de la velocidad de la luz:

De los libros de texto escolares, todos conocen la confirmación de la teoría de Einstein por los experimentos de Michelson-Morley. Pero prácticamente nadie sabe que en el interferómetro, que se utilizó en los experimentos de Michelson-Morley, la luz recorrió, en total, una distancia de 22 metros. Además, los experimentos se llevaron a cabo en el sótano de un edificio de piedra, prácticamente al nivel del mar. Además, los experimentos se llevaron a cabo durante cuatro días (8, 9, 11 y 12 de julio) en 1887. Durante estos días, se tomaron datos del interferómetro durante hasta 6 horas, y hubo absolutamente 36 vueltas del dispositivo. Y sobre esta base experimental, como sobre tres ballenas, descansa la confirmación de la "corrección" de la teoría de la relatividad general y especial de A. Einstein.

Los hechos, por supuesto, son asuntos serios. Por tanto, vayamos a los hechos. Físico estadounidense Dayton Miller(1866-1941) en 1933 publicó en la revista Reviews of Modern Physics los resultados de sus experimentos sobre la llamada deriva del éter durante un período de más de veinte añosinvestigación, y en todos estos experimentos recibió resultados positivos en la confirmación de la existencia del viento etérico. Comenzó sus experimentos en 1902 y los completó en 1926. Para estos experimentos, creó un interferómetro con una trayectoria de haz total de 64metros. Era el interferómetro más perfecto de esa época, al menos tres veces más sensible que el interferómetro utilizado en sus experimentos por A. Michelson y E. Morley. Las mediciones del interferómetro se tomaron en diferentes momentos del día, en diferentes épocas del año. Las lecturas del instrumento se tomaron más de 200.000 mil veces y se realizaron más de 12.000 vueltas del interferómetro. Periódicamente elevaba su interferómetro a la cima del monte Wilson (6.000 pies sobre el nivel del mar, más de 2.000 metros), donde, como suponía, la velocidad del viento del éter era mayor.

Dayton Miller escribió cartas a A. Einstein. En una de sus cartas, informó sobre los resultados de sus veinticuatro años de trabajo, confirmando la presencia del viento etérico. A. Einstein respondió a esta carta con mucho escepticismo y exigió pruebas, que se le presentaron. Entonces … no hay respuesta.

Fragmento del artículo La teoría del universo y la realidad objetiva

Tablón constante

La constante de Planck (h) es una constante fundamental de la física cuántica y relaciona la frecuencia de radiación (υ) con el cuanto de energía (E) de acuerdo con la fórmula E-hυ. Tiene la dimensión de la acción (es decir, el producto de la energía y el tiempo).

Se nos dice que la teoría cuántica es un modelo de éxito brillante y precisión asombrosa: "Las leyes descubiertas en la descripción del mundo cuántico (…) son las herramientas más fieles y precisas jamás utilizadas para describir y predecir con éxito la naturaleza. En algunos casos, la coincidencia entre la predicción teórica y el resultado realmente obtenido es tan precisa que las discrepancias no superan la mil millonésima parte ".

He escuchado y leído tales declaraciones con tanta frecuencia que estoy acostumbrado a creer que el valor numérico de la constante de Planck debe conocerse dentro del lugar decimal más lejano. Parece que es así: solo hay que buscar en algún libro de referencia sobre este tema. Sin embargo, la ilusión de precisión desaparecerá si abre la edición anterior de la misma guía. A lo largo de los años, el valor oficialmente reconocido de esta "constante fundamental" ha cambiado, mostrando una tendencia a un aumento gradual.

El cambio máximo en el valor de la constante de Planck se observó de 1929 a 1941, cuando su valor aumentó en más del 1%. En gran medida, este aumento fue causado por un cambio significativo en la carga de electrones medida experimentalmente, es decir, las mediciones de la constante de Planck no dan valores directos de esta constante, ya que al determinarla es necesario conocer la magnitud de la carga y la masa del electrón. Si una o más de las dos últimas constantes cambian sus valores, el valor de la constante de Planck también cambia.

Constante de estructura fina

Algunos físicos consideran la constante de estructura fina como uno de los principales números cósmicos que pueden ayudar a explicar la teoría unificada.

Las mediciones realizadas en el Observatorio de Lund (Suecia) por el profesor Svenerik Johansson y su estudiante graduada Maria Aldenius en colaboración con el físico inglés Michael Murphy (Cambridge) han demostrado que otra constante adimensional, la llamada constante de estructura fina, también cambia con el tiempo.. Esta cantidad, formada por la combinación de la velocidad de la luz en el vacío, una carga eléctrica elemental y la constante de Planck, es un parámetro importante que caracteriza la fuerza de la interacción electromagnética que mantiene unidas las partículas de un átomo.

Para comprender si la constante de estructura fina varía con el tiempo, los científicos compararon la luz proveniente de cuásares distantes (objetos superbrillantes ubicados a miles de millones de años luz de la Tierra) con mediciones de laboratorio. Cuando la luz emitida por los cuásares atraviesa nubes de gas cósmico, se forma un espectro continuo con líneas oscuras que muestran cómo los diversos elementos químicos que componen el gas absorben la luz. Habiendo estudiado los cambios sistemáticos en las posiciones de las líneas y comparándolos con los resultados de los experimentos de laboratorio, los investigadores llegaron a la conclusión de que la constante buscada está experimentando cambios. Para un hombre común en la calle, puede que no le parezcan muy importantes: solo unas millonésimas de un por ciento en 6 mil millones de años, pero en las ciencias exactas, como saben, no hay nimiedades.

"Nuestro conocimiento del Universo es incompleto en muchos sentidos", dice el profesor Johansson. "Se desconoce de qué está hecho el 90% de la materia en el Universo: la llamada" materia oscura ". Hay diferentes teorías de lo que sucedió después del Big Bang. Por lo tanto, los nuevos conocimientos siempre son útiles, incluso si no son consistentes con el concepto actual del universo ".