Comment les constantes physiques ont changé au fil du temps

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

Les valeurs officielles des constantes ont changé même au cours des dernières décennies. Mais si les mesures montrent un écart par rapport à la valeur attendue de la constante, ce qui n'est pas si rare, les résultats sont considérés comme une erreur expérimentale. Et seuls de rares scientifiques osent aller à l'encontre du paradigme scientifique établi et déclarer l'hétérogénéité de l'Univers.

Constante de gravitation

La constante gravitationnelle (G) est apparue pour la première fois dans l'équation de la gravité de Newton, selon laquelle la force d'interaction gravitationnelle de deux corps est égale au rapport du produit des masses de ces corps en interaction multiplié par celui-ci au carré de la distance entre eux. La valeur de cette constante a été mesurée à plusieurs reprises depuis sa première détermination dans une expérience de précision par Henry Cavendish en 1798.

Au stade initial des mesures, une dispersion importante des résultats a été observée, puis une bonne convergence des données obtenues a été observée. Néanmoins, même après 1970, les « meilleurs » résultats vont de 6,6699 à 6,6745, c'est-à-dire que l'écart est de 0,07 %.

De toutes les constantes fondamentales connues, c'est la valeur numérique de la constante gravitationnelle qui est déterminée avec le moins de précision, bien que l'importance de cette valeur puisse difficilement être surestimée. Toutes les tentatives pour clarifier la signification exacte de cette constante ont échoué et toutes les mesures sont restées dans une plage de valeurs possibles trop large. Le fait que la précision de la valeur numérique de la constante gravitationnelle ne dépasse toujours pas 1/5000, le rédacteur en chef de la revue "Nature" l'a défini comme "un point de honte sur le visage de la physique".

Au début des années 80. Frank Stacy et ses collègues ont mesuré cette constante dans des mines profondes et des forages en Australie, et la valeur qu'il a obtenue était d'environ 1 % supérieure à la valeur officielle actuellement acceptée.

La vitesse de la lumière dans le vide

Selon la théorie de la relativité d'Einstein, la vitesse de la lumière dans le vide est une constante absolue. La plupart des théories physiques modernes sont basées sur ce postulat. Par conséquent, il existe un fort préjugé théorique contre l'examen de la question d'un éventuel changement de la vitesse de la lumière dans le vide. En tout cas, cette question est actuellement officiellement fermée. Depuis 1972, la vitesse de la lumière dans le vide est déclarée constante par définition et est désormais considérée comme égale à 299792,458 ± 0,0012 k/s.

Comme dans le cas de la constante gravitationnelle, les mesures précédentes de cette constante étaient significativement différentes de la valeur moderne officiellement reconnue. Par exemple, en 1676, Roemer déduit une valeur inférieure de 30 % à celle actuelle, et les résultats de Fizeau obtenus en 1849 sont supérieurs de 5 %.

De 1928 à 1945 il s'est avéré que la vitesse de la lumière dans le vide était inférieure de 20 km / s à celle d'avant et d'après cette période.

A la fin des années 40. la valeur de cette constante a recommencé à augmenter. Il n'est pas surprenant que lorsque de nouvelles mesures ont commencé à donner des valeurs plus élevées de cette constante, une certaine perplexité soit apparue parmi les scientifiques au début. La nouvelle valeur s'est avérée être supérieure d'environ 20 km / s à la précédente, c'est-à-dire assez proche de celle établie en 1927. Depuis 1950, les résultats de toutes les mesures de cette constante se sont à nouveau révélés très proches de chacun. autre (Fig. 15). Il ne reste plus qu'à spéculer combien de temps l'uniformité des résultats aurait été maintenue si les mesures avaient été poursuivies. Mais dans la pratique, en 1972, la valeur officielle de la vitesse de la lumière dans le vide a été adoptée, et d'autres recherches ont été arrêtées.

Dans les expériences menées par le Dr. Lijun Wang à l'institut de recherche NEC de Princeton, des résultats surprenants ont été obtenus. L'expérience consistait à faire passer des impulsions lumineuses à travers un récipient rempli de gaz césium spécialement traité. Les résultats expérimentaux se sont avérés phénoménaux - la vitesse des impulsions lumineuses s'est avérée être 300 (trois cents) foisplus que la vitesse admissible des transformations de Lorentz (2000) !

En Italie, un autre groupe de physiciens du Conseil national italien de la recherche, dans leurs expériences avec les micro-ondes (2000), a obtenu la vitesse de leur propagation vers 25%plus que la vitesse autorisée selon A. Einstein …

Plus intéressant encore, Einshein était conscient de la volatilité de la vitesse de la lumière:

Dans les manuels scolaires, tout le monde connaît la confirmation de la théorie d'Einstein par les expériences de Michelson-Morley. Mais pratiquement personne ne sait que dans l'interféromètre, qui a été utilisé dans les expériences Michelson-Morley, la lumière a parcouru, au total, une distance de 22 mètres. De plus, les expérimentations ont été menées dans le sous-sol d'un bâtiment en pierre, pratiquement au niveau de la mer. De plus, les expériences ont été menées pendant quatre jours (8, 9, 11 et 12 juillet) en 1887. Au cours de ces jours, les données de l'interféromètre ont été prises pendant 6 heures et il y a eu absolument 36 tours de l'appareil. Et sur cette base expérimentale, comme sur trois baleines, repose la confirmation de la "correction" à la fois de la théorie de la relativité restreinte et générale d'A. Einstein.

Les faits, bien sûr, sont des choses sérieuses. Par conséquent, tournons-nous vers les faits. physicien américain Dayton Miller(1866-1941) en 1933 a publié dans la revue Reviews of Modern Physics les résultats de ses expériences sur la dérive dite de l'éther pendant une période de plus de vingt ansrecherches, et dans toutes ces expériences, il a reçu des résultats positifs dans la confirmation de l'existence du vent éthérique. Il commença ses expériences en 1902 et les termina en 1926. Pour ces expériences, il a créé un interféromètre avec un trajet de faisceau total de 64mètres. C'était l'interféromètre le plus parfait de l'époque, au moins trois fois plus sensible que l'interféromètre utilisé dans leurs expériences par A. Michelson et E. Morley. Les mesures interférométriques ont été prises à différents moments de la journée, à différents moments de l'année. Les lectures de l'instrument ont été prises plus de 200 000 mille fois et plus de 12 000 tours de l'interféromètre ont été effectués. Il élevait périodiquement son interféromètre au sommet du mont Wilson (6 000 pieds au-dessus du niveau de la mer - plus de 2 000 mètres), où, comme il le supposait, la vitesse du vent dans l'éther était plus élevée.

Dayton Miller a écrit des lettres à A. Einstein. Dans une de ses lettres, il rendait compte des résultats de ses vingt-quatre années de travail, confirmant la présence du vent éthérique. A. Einstein a répondu à cette lettre avec beaucoup de scepticisme et a exigé des preuves, qui lui ont été présentées. Alors… pas de réponse.

Fragment de l'article La théorie de l'univers et la réalité objective

Planche constante

La constante de Planck (h) est une constante fondamentale de la physique quantique et relie la fréquence de rayonnement (υ) au quantum d'énergie (E) conformément à la formule E-hυ. Il a la dimension de l'action (c'est-à-dire le produit de l'énergie et du temps).

On nous dit que la théorie quantique est un modèle de réussite brillante et d'une précision étonnante: « Les lois découvertes dans la description du monde quantique (…) sont les outils les plus fidèles et les plus précis jamais utilisés pour décrire et prédire avec succès la Nature. Dans certains cas, la coïncidence entre la prédiction théorique et le résultat réellement obtenu est si précise que les écarts ne dépassent pas le milliardième partie. »

J'ai entendu et lu de telles déclarations si souvent que je suis habitué à croire que la valeur numérique de la constante de Planck doit être connue à la décimale près. Il semble que ce soit le cas: il suffit de regarder dans un ouvrage de référence sur ce sujet. Cependant, l'illusion de précision disparaîtra si vous ouvrez l'édition précédente du même guide. Au fil des années, la valeur officiellement reconnue de cette "constante fondamentale" a changé, montrant une tendance à une augmentation progressive.

La variation maximale de la valeur de la constante de Planck a été notée de 1929 à 1941, lorsque sa valeur a augmenté de plus de 1 %. Dans une large mesure, cette augmentation a été causée par un changement significatif de la charge électronique mesurée expérimentalement, c'est-à-dire que les mesures de la constante de Planck ne donnent pas de valeurs directes de cette constante, car lors de sa détermination, il est nécessaire de connaître l'amplitude de la charge et la masse de l'électron. Si une ou plusieurs des deux dernières constantes changent de valeur, la valeur de la constante de Planck change également.

Constante de structure fine

Certains physiciens considèrent la constante de structure fine comme l'un des principaux nombres cosmiques pouvant aider à expliquer la théorie unifiée.

Des mesures effectuées à l'observatoire de Lund (Suède) par le professeur Svenerik Johansson et son étudiante diplômée Maria Aldenius en collaboration avec le physicien anglais Michael Murphy (Cambridge) ont montré qu'une autre constante sans dimension, dite constante de structure fine, évolue également avec le temps.. Cette quantité, formée de la combinaison de la vitesse de la lumière dans le vide, d'une charge électrique élémentaire et de la constante de Planck, est un paramètre important qui caractérise la force de l'interaction électromagnétique qui maintient ensemble les particules d'un atome.

Pour comprendre si la constante de structure fine varie dans le temps, les scientifiques ont comparé la lumière provenant de quasars lointains - des objets super brillants situés à des milliards d'années-lumière de la Terre - avec des mesures en laboratoire. Lorsque la lumière émise par les quasars traverse des nuages de gaz cosmique, un spectre continu se forme avec des lignes sombres montrant comment les divers éléments chimiques qui composent le gaz absorbent la lumière. Après avoir étudié les déplacements systématiques des positions des raies et les avoir comparés aux résultats d'expériences en laboratoire, les chercheurs sont arrivés à la conclusion que la constante recherchée subit des changements. Pour un homme ordinaire dans la rue, ils peuvent sembler peu significatifs: seulement quelques millionièmes de pour cent sur 6 milliards d'années, mais dans les sciences exactes, comme vous le savez, il n'y a pas de bagatelles.

"Notre connaissance de l'Univers est incomplète à bien des égards", déclare le professeur Johansson. "On ne sait toujours pas de quoi 90 % de la matière dans l'Univers est constitué - la soi-disant" matière noire ". Il existe différentes théories sur ce qui s'est passé. après le Big Bang. Par conséquent, les nouvelles connaissances sont toujours utiles, même si elles ne sont pas cohérentes avec la conception actuelle de l'univers.