Добавь сайт в закладки! Инструкция по ссылке.
Константа природы в физике — это универсальная в природе и неизменная во времени физическая величина. Вы все хорошо их знаете. Скорость света, масса электрона и прочие. Но всё не так просто, как хотелось бы.
Вокруг концепции «природных констант» ходит много мистификаций, хотя на самом деле все очень просто, и как только вы поймете, как все это работает, вы сможете отличить поддельные константы от настоящих.
Лучшим примером, позволяющим получить четкое представление о том, как возникает «настоящая» константа природы, является сравнение силы тяготения Ньютона и электростатической силы Кулона.
Электростатическая сила Кулона — это совершенно понятный и объяснимый эмпирический закон физики, который вычисляет величину силы между двумя зарядами.
В той форме, в которой она обычно представлена, она не раскрывает своей истинной физической сущности и выглядит и звучит так же непонятно, как сила тяготения Ньютона:
Величина электростатической силы F между двумя точечными зарядами q1 и q2 прямо пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Гораздо интереснее будет подставить значение константы в развёрнутой форме:
Мы видим сначала произведение двух зарядов, q1 и q2, которые действуют друг на друга притягивающе или отталкивающе в прямой пропорциональности. Далее следует выражение для поверхности сферы 4πr^2. Заряды создают сферическое электрическое поле, и чем больше сфера, тем меньше сила, пропорциональность обратная 1/4πr^2. Затем мы находим эмпирически измеренное физическое представление среды, которая должна обрабатывать это электрическое поле. ε является мерой «сопротивления среды» расширению такого поля и называется диэлектрической проницаемостью. Чем больше это число, тем меньше сила и это отражается на записи.
Итак, у нас есть заряды, сферичность электростатического поля и свойство среды. Здесь переменными являются только заряды и расстояние, 4πε остается неизменным. Поэтому мы можем вытащить его и собрать в одно выражение, которое затем называется постоянной Кулона.
В этой константе нет ничего таинственного, она напрямую связана с физической природой сферичности электрических полей и сопротивлением среды обработки такому полю.
И что важно, она не универсальна, она специфична для среды, в другой среде с другой диэлектрической проницаемостью она имела бы другое значение.
Это подводит нас к важному и в основном упускаемому из виду моменту относительно зарядов. Заряды не являются свойствами, ничто не имеет отрицательный или положительный заряд, ничто не несет заряд, как часто можно прочитать и услышать. Заряд — это событие, он не положительный или отрицательный, он «заряд и разряд».
Теперь давайте посмотрим, как это соотносятся сила тяготения Ньютона и связанная с ней константа G. Идентичная запись в ее общепринятом представлении F=Gm1m2/r^2 предполагает, что мы можем разложить ее так же, как и силу Кулона.
Можно было бы ожидать, что гравитация также будет распространяться сферически вокруг массы, но здесь есть только радиус, а где же поверхность? И что представляет собой среда, которая является посредником этого гравитационного поля? Каковы ее свойства по отношению к такому полю? Какова, так сказать, гравитационная диэлектрическая проницаемость пространства?
Полученный коэффициент преобразования G является выведенным числом, не связанным ни со сферической природой полей, ни с физическим видом. Нет ничего, что мы могли бы вытащить из приведенного выше уравнения и представить в виде константы, например, k(e)=1/4πε.
Так что же тогда представляет собой G и почему мы считаем, что имеем право считать его универсальным?
В отличие от постоянной Кулона, вокруг большого G много таинственного, что побуждает нас переосмыслить само понятие гравитации. Эксперимент Кавендиша — это не крутильные весы а-ля Кулон, а крутильный осциллятор, и это нечто совершенно иное.
Если бы гравитация была силой, баланс пришел бы в состояние равновесия, подобное равновесию Кулона, но этого не происходит, и это говорит о том, что гравитация на самом деле не ведет себя как сила. Две массы, предоставленные сами себе, падают друг на друга, но не из-за силы, а из-за противоположного ускорения пространства по направлению к инерции. Пространство — это потеря инерции, гравитация — это восстановление инерции.
Свободное падение на самом деле является процессом релаксации пространства в сторону инерции, в противоположное время торсионному натяжению в проводе, и это объединяется, чтобы произвести и поддерживать колебание.
Тогда G — это всего лишь тень чего-то, а не что-то само по себе, это не фундаментальная константа природы, а слабое эхо чего-то, разыгрывающегося в другой области. Интересно, что значение G на самом деле колеблется, чего нельзя было бы ожидать от константы.
Другая фантомная константа природы — это почти религиозно почитаемая скорость света в вакууме. Ей поклоняются до такой степени, что ее объявляют непогрешимой и неизменной.
В 1983 году метр был определен как «длина пути, проходимого светом в вакууме за промежуток времени 1⁄299792458 секунды», зафиксировав по определению значение скорости света в 299792458 м/с.
Теперь у нас есть предполагаемое свойство природы, зафиксированное определением, а не измерением и это конец науки.
Рассмотрение скорости света как универсальной константы игнорирует физическую реальность — и в результате нам приходится изобретать магические штуки вроде темной материи, чтобы объяснить несоответствие между наблюдаемыми вращениями галактик и предполагаемой универсальностью G.
Еще один шаг в сторону провала — изобретение констант без единиц, таких как постоянная тонкой структуры α=1/137. Математики обозначают ее как чистую сущность. Про это я уже писал на канале и там целая эпопея. Вспомните, как когда-то Эддингтон опозорился, доказывая правильность результата. В ответ на его статью, где он берет значения буквально с потолка, группа физиков-энтузиастов написали статью, где взяли что-то типа длины шеи утки, которую поделили на количество дней в году и получили нужный результат.
Нужно быть очень осторожным с концепцией констант природы и всегда проверять, где и как она связана с физической реальностью. В случае с постоянной Кулона термин константа естественным образом вытекает из физики, в других случаях это результат чистой математической манипуляции α или откровенного невежества G.
Поделись видео: