Дали природните константи се засекогаш непроменливи СВЕТ
Дали природните константи засекогаш се непроменливи?
Во густината на физички закони и формули има девет фиксни величини. Целокупната структура на физиката лежи на овие таканаречени основни константи; тие ги одредуваат својствата на материјата и силите. Но, терминот вклучува две прашања: Колку се фундаментални овие величини, и дали се тие дури постојани? Теоретичарите се грижат за тоа, експериментаторите бараат одговори преку технологијата на мерење. Што ја прави физичката величина основна константа?
Според денешното разбирање, не смее да се следи во други количини, и секогаш треба да има иста вредност на секое место во универзумот и во секое време. Колку што е познато, овие својства ги исполнуваат девет големини. Најпознати се гравитационата константа и основното полнење на електронот.
Сепак, не може точно да се докаже дека овие константи навистина биле секогаш и секаде непроменливи. Современите теории, во кои некој би сакал да ги спои четирите познати природни сили во една елементарна сила, понекогаш дури и предвидуваат промени во природните константи со текот на времето или барем да ги дозволат. Ова ја вклучува таканаречената теорија на супер врвки, во која елементарните честички изгледаат како осцилирачки нишки. Ова ги инспирира физичарите да бараат промени во природните константи.
Ваквите размислувања првпат се појавија уште во 1937 година. Во тоа време, британскиот теоретичар Пол Дирак разви теорија во која гравитационата константа, а со тоа и силата на гравитацијата се намали од Биг Бенг. Оваа хипотеза одамна е побиена. Но, идејата за гравитациона константа што може да ја промени времето, остана. Може да се провери до одреден степен на точност. Кога гравитацијата се намалува, планетите ќе мора да се оддалечуваат сè повеќе и повеќе од сонцето и месечината од земјата. Милиметарските прецизни мерења на растојанието до Месечината со текот на годините досега не покажаа никаква промена во гравитационата константа.
Сепак, Мајкл Марфи и неговите колеги од Универзитетот во Нов Јужен Велс во Сиднеј неодамна предизвикаа бура. Тие тврдат дека таканаречената константа на фини структури се сменила од Биг Бенг. Тоа е одлучувачко за структурата на атомите, а со тоа и за брановата должина на светлината што ја испуштаат. Астрономите ја анализирале светлината од вкупно 150 квазари на различни растојанија. Бидејќи беа потребни светло различни времиња за да се стигне од овие небесни тела на Земјата, астрономите гледаат наназад кон минатото на вселената. Ова ја отвора можноста за мерење на вредноста на фината конструкција во различно време. Резултат: Вредноста на фината константа на фината структура е зголемена за стотинка од илјада. Ако беше точна, оваа варијација ќе беше исклучително мала. Но, дури и најмалото отстапување од непроменливоста би било сензација.
Но, постојат и други мерења според кои фината конструкција на фината структура не се променила докажано, барем во последните две милијарди години.
Строго кажано, фината константа на структурата не е една од основните количини на физиката, бидејќи е комбинација од три други природни константи. Ако се сменило во минатото, барем една од константите во неа исто така мора да биде променлива.
Фината константа на структурата е исто така од голема важност за атомската физика. Ако нивната вредност се промени, физичките величини исто така почнуваат да флуктуираат на друго место. Професорот Харалд Фриц од Универзитетот во Минхен ги испита овие можни ефекти. Открил дека масите електрони и протони исто така треба да се променат. Како резултат, брановата должина на светлината што ја емитираат атомите би се менувала со текот на времето.
Овој ефект тогаш треба дури и да може да се провери со мерења во лабораторија.
Затоа, Фриц му предложи на својот колега професорот Теодор Хонш од Институтот за квантна оптика Макс Планк во Гархинг да бара такво „лесно детонирање“. Како резултат, групата на Хонш изгради таканаречен чешел со фреквенција со кој може да се утврдат бранови должини со невидена точност. Мерењето е толку прецизно што предвидувањата на Фриц за промена на брановата должина со текот на времето може да се проверат за неколку месеци. Експериментот штотуку заврши и сега се проценува. Резултатот треба да биде достапен за неколку недели. „Ако тогаш нема ефект, мислам дека мерењата на Марфи не се точни“, вели Фриц.
Физичарите ширум светот бараат варијации во основните константи. Досега, ниту еден од овие експерименти не обезбеди индикации за варијација со текот на времето. Постојат многу индикации дека основните константи ги задржале своите вредности од Биг Бенг до денес. Со ова, рамката во која може да се развие универзумот беше дефинирана уште од самиот почеток.
И така, се поставува следното прашање: Како се утврдени вредностите? Дали беше случајност? Дали вредностите неизбежно резултираат во унифицирана теорија? „Ова прашање е во првите десет нерешени проблеми“, вели Фриц. Интересно, природните константи се оптимално избрани за да создадат свет во кој планетите и на крајот животот би можеле да се развиваат. Ако неутронот беше полесен или потежок само еден процент, немаше да има водород во вселената. И фината константа на структурата повторно игра централна улога, особено со изобилството на јаглерод. Овој елемент, кој е толку клучен за развојот на животот, не се појавил во Големата експлозија. Таа се формирала само во внатрешноста на вездите, кои го ослободуваат јаглеродот во универзумот во нивната последна фаза. Таму е достапен како суровина за starsвездите, планетите и животот.
Вредноста на фината константа е финална за да се овозможи јаглерод да се произведува во многу големи количини. Да беше само половина процент различно, производството ќе се намали сто пати. Суштинските градежни блокови тогаш не би биле доволно достапни во вселената за да можат да формираат живот.
Постојат посуптилни измени од овој вид што ги натера истражувачите да размислат. Некои од нив го објаснуваат ова прилично трезвено: Ако вредностите на константите се покажуваа поинаку и универзумот би бил непријателски настроен кон животот, ние луѓето нема да постоиме и никој не би прашал за природните константи.
Многу космолози сметаат дека ова толкување е незадоволително. Тие веруваат дека нашиот универзум е само еден од многуте паралелни универзуми. Во овие светови основните константи ќе имаат различни вредности.
Во некои универзуми не би имало никакво значење, во други многу поголема гравитациона константа ќе обезбеди просторот да се прошири само за неколку секунди, минути или дури со години, за потоа брзо да пропадне. Во другите универзуми, сепак, гравитацијата може да биде толку слаба што гасот никогаш не може да се кондензира во starsвезди и планети. Само неколку универзуми имаат вистинска рамнотежа. Oneивееме во една од нив.