De câte constante este nevoie pentru a explica universul?

Articole asemănătoare

La nivel fundamental, universul nostru este alcătuit din spațiu-timp, particule, forțe și din interacțiunile dintre acestea. Spațiu-timpul alcătuiește terenul de joc al cosmosului iar particulele sunt jucătorii. Particulele se pot lega, ciocni, anihila, respinge, atrage sau pot interacționa în conformitate cu legile fizicii.

Ce lipsește din alcătuirea universului din ce am enumerat mai sus? Lipsesc constantele fundamentale care descriu forțele tuturor interacțiunilor și proprietățile fizice ale tuturor particulelor. Sunt necesare 26 de constante fundamentale pentru a alcătui universul nostru cunoscut, dar chiar și cu acestea, imaginea nu este completă.

Gândiți-vă la orice particulă și cum ar putea interacționa cu alta. Un electron, de exemplu, ar putea interacționa cu un alt electron. Are o sarcină fundamentală asociată cu ea, qe,  și o masă fundamentală me. Electronii se vor atrage reciproc gravitațional, proporțional cu forța gravitațională G și se vor respinge unul pe celălalt electromagnetic, invers proporțional cu puterea permitivității spațiului liber, ε0.

Există și alte constante care joacă un rol major în modul în care se comportă aceste particule, cum ar fi viteza luminii, c, și constanta asociată tranzițiilor cuantice: constanta lui Planck, ħ.

Dar fizicienilor nu le place să folosească aceste constante (c, ħ) atunci când descriu universul, deoarece aceste constante au dimensiuni și unități arbitrare pentru ele. De exemplu, nu trebuie sa folosim neapărat metrul pentru măsurarea lungimii, kilogramul pentru greutate sau secundă pentru timp. Am putea lucra folosind orice unitate de măsura iar legile fizicii s-ar comporta exact la fel. De fapt, putem să explicăm universul fără a defini o unitate fundamentală precum „masă”, „timp” sau „distanță”. Am putea descrie legile naturii în întregime, folosind doar constante care nu sunt dimensionate.

Acest concept este unul simplu: înseamnă că o constantă este doar un număr pur, fără metri, kilograme sau alte „dimensiuni”. Dacă mergem pe această cale ar trebui să reiasă în mod natural toate proprietățile măsurabile pe care ni le putem imagina. Acestea includ lucruri precum masa particulelor, puterea de interacțiune, limitele de viteză cosmică și chiar proprietățile fundamentale ale spațiu-timpului.

Dacă vrem să descriem universul cât mai simplu și mai complet posibil, este nevoie de 26 de constante adimensionale. Acesta este un număr destul de mic, dar nu neapărat așa de mic cum ne-ar plăcea. Într-o lume ideală, cel puțin din punctul de vedere al majorității fizicienilor, am vrea să credem că aceste constante apar de undeva din punct de vedere fizic, dar nicio teorie actuală nu le prezice.

Cu astea fiind spuse, iată cele 26 de constante care ne dau universul așa cum îl știm.

1 – Constanta structurii fine

Constanta structurii fine sau puterea interacțiunii electromagnetice este un raport al sarcinii elementare (de exemplu, un electron) a cărei expresie este:

Dacă punem aceste constante împreună, vom obține un număr adimensional. La energiile prezente în universul nostru, acest număr este 1 / 137,035999070, deși puterea acestei interacțiuni crește odată cu creșterea energiei particulelor ce interacționează.

2 – Constanta de cuplare puternică

Această constantă definește forța care ține împreună protonii și neutronii. Deși modul în care funcționează interacțiunea tare este foarte diferită de forța sau gravitația electromagnetică, puterea acestei interacțiuni poate fi parametrizată de o singură constantă de cuplare. Această constantă își schimbă puterea odată cu energia.

Toate quarcurile și gluonii interacționează prin intermediul forței tari, aceasta fiind caracterizată de această constantă.

3 – 17 – Masa celor șase quarcuri, șase leptoni și trei bosoni masivi

Aceste 15 constante sunt puțin dezamăgitoare. Avem 15 particule în modelul standard: 6 quarcuri, 6 leptoni, W, Z și bosonul Higgs, toate având o masă de repaus substanțială. Deși este adevărat că antiparticulele lor au toate masa de repaus identică, speram să fi existat o relație, un model sau o teorie mai fundamentală care a dat naștere acestor mase, folosind mai puțini parametri.

S-ar putea să existe totuși, întrucât pot fi derivate unele relații stranii: dacă ciocnim un pozitron la 45 GeV cu un electron la 45 GeV, avem energia potrivită pentru a face un boson Z. Dacă ciocnim un pozitron la 45 GeV cu un electron în stare de repaus, avem energia necesară pentru a obține o pereche de muon / anti-muon. Din păcate, această relație este aproximativă și nu exactă. Energia pentru a crea un boson Z este mai aproape de 46 GeV iar energia pentru a obține o pereche de muoni / anti-muoni este mai aproape de 44 GeV. Dacă există o teorie subiacentă care descrie masele particulelor, aceasta trebuie descoperită.

Ca urmare, este nevoie de 15 constante pentru a descrie masele cunoscute. Vestea bună este că putem scăpa de o altă constantă. Prin scalarea acestor parametri de masă relativ cu constanta forței gravitaționale G, putem rămâne cu 15 parametri adimensionali fără a fi nevoie de un descriptor separat al forței gravitaționale.

18 – 21 Constantele quarcurilor – Matricea Cabibbo–Kobayashi–Maskawa

Avem 6 tipuri diferite de quarcuri deoarece există doua subseturi de 3 care au toate aceleași numere cuantice unul cu celălalt și se pot „amesteca” împreună. Dacă ați auzit despre forța nucleară slabă, dezintegrarea radioactivă sau încălcarea simetriei CP, toate aceste 4 constante sunt necesare pentru a le descrie.

22 – 25 Constantele neutrinilor

Similar constantelor pentru quarcuri, există 4 constante ce detaliază modul în care neutrinii se combină cu alți neutrini, dat fiind că cele 3 tipuri de specii de neutrino au același număr cuantic. Deși fizicienii sperau că neutrinii sunt fără masă și nu necesită alte constante adiționale, natura a avut altceva de spus. Problema neutrinilor proveniți de la Soare – unde doar o treime din neutrinii emiși ajungeau pe Pământ – a fost unul dintre cele mai mari enigme ale secolului 20.

Enigma a fost rezolvată când am realizat că neutrinii au totuși masă (deși foarte mică), se pot combina și pot oscila dintr-un tip în altul.

26 – Constanta cosmologică

S-ar putea să fi auzit că expansiunea universului accelerează datorită energiei întunecate, iar acest lucru necesită încă un parametru – o constantă cosmologică – pentru a descrie valoarea acestei accelerații. Energia întunecată ar putea deveni mai complexă decât o constantă, caz în care ar putea avea nevoie de mai mulți parametri, de aceea numărul de constante necesar pentru a descrie universul poate fi mai mare de 26.

Doar 26?

Dacă am da unui fizician legile fizicii, condițiile inițiale ale universului și aceste 26 de constante, el poate simula cu succes orice aspect al întregului univers. Și destul de remarcabil, ceea ce va ieși nu va fi diferit de universul pe care-l avem astăzi, de la microcosmos până la macrocosmos. Sau… pe aproape. Chiar și cu aceste constante există încă cel puțin 4 probleme care ar putea necesita alte constante pentru rezolvare.

Prima problema este cea a asimetriei dintre materie și antimaterie. Întregul univers observabil este format din materie și nu din antimaterie, dar nu înțelegem de ce este așa. Această problemă, cunoscută sub numele de bariogeneză, este una dintre marile probleme nerezolvate în fizica teoretică și poate necesita una (sau mai multe) noi constante fundamentale pentru a descrie soluția sa.

A doua problemă este cea a inflației cosmice. Aceasta este faza care a precedat Big Bang-ul și a fost verificată observațional. Este foarte probabil să apară și de aici alte constante.

Problema materiei întunecate cu siguranță va adăuga și mai multe constante. Având în vedere că aproape sigur există cel puțin un nou tip de particule masive, complexitatea materiei întunecate va determina numărul real de constante necesare.

Ultima problemă, cea a încălcării simetriei CP va necesita constante adiționale. Interacțiunea slabă este singura care încalcă simetria CP. Simetria CP este produsul a două simetrii: C pentru conjugarea sarcinii, ce transformă o particulă în antiparticula sa și P pentru paritate, ce creează imaginea în oglindă a sistemului fizic. Interacțiunea tare și interacțiunea electromagnetică par invariabile în cadrul operației de transformare CP combinată, însă această simetrie este ușor încălcată în timpul anumitor tipuri de interacțiune slabă.

Universul nostru este complicat și uimitor și cu cât învățăm mai multe despre univers, cu atât avem nevoie de mai mulți parametri pentru a-l descrie. Suntem departe de a știi totul, dar speranța unora este că universul este mai simplu decât îl cunoaștem în prezent. Chiar și cu aceste constante, din păcate, modelul standard este prea simplu pentru a funcționa. Universul nostru s-ar putea să nu fie atât de elegant.

Articole recente

Comentarii

  1. Oare constante ca Pi si Phi – numere pure – pot fii considerate drept constante fundamentale definind universul nostru?

  2. Domnule Ioan Virgil, subscriu la ideea simetriei structurale dintre macro- şi micro-cosm. Asta se ştie de pe vremea lui Hermes (Sarmis cum îl numeau dacii) şi el tributar pentru informaţiile sale atlanţilor.
    Dar unele specificaţii de interpretare sunt necesare. Şi chiar mai multă filozofie în prezentarea unor chestiuni pe care le consideraţi de noutate absolută. Poate pentru unii.
    Eu cred că gravitostatica este chiar teoria lui Newton, deoarece ea nu ţine cont în ecuaţiile sale de mişcarea corpurilor aflate în interacţiune. De aici ideea unei teorii gravitodinamice pentru care eu personal optez (a se vedea https://biransblogblog.wordpress.com/gravitodinamica/ ).
    În baza acestei teorii regăsesc şi eu cuantificarea orbitelor planetare, dar numărul cuantic specific este un număr întreg. În baza premiselor gravitodinamice calculez chiar constanta gravitodinamică de cuplaj (similara constantei de structură fină din teoria atomului). Valoarea ei este 1/5813 unităţi (nu are dimensiuni).
    Credeam că sunt singurul pământean care am reuşit să o calculez. Şi… ce să vezi… Atlanţii o calculaseră înaintea mea şi au înscris-o în măsura Piramidei-Keops care are fix 5813 degete piramidale. Apoi a fost o revelaţie pentru mine să descopăr că Piramida conţine încifrată informaţie care depăşeşte ştiinţa noastră. Chiar şi produsul MG specific Galaxiei este încifrat acolo, cu mare precizie (a se vedea cartea „Mesajul atlanţilor” https://biransblogblog.wordpress.com/category/carti/ care încă mai este pe piaţă).
    Am mai observat la ei (la atlanţii care au ridicat Piramida) că apreciază doar constantele fundamentale (adimensionale) şi cele mai importante sunt constantele abisurilor negre (unii le spun găuri, dar prefer termenul prof. Mihai Drăgănescu, pentru că în corpurile supermasive se deschid abisuri ce duc spre profunzimile materiei). Interpretarea relativistă (în sens general) este o aberaţie şi ar trebui observat că TRG nu aduce în atenţie nici o constantă a naturii. Repet, nici măcar una.
    Pentru că ştiinţa viitorului va fi una a numerelor sacre, despre care mai ştiau câte ceva şi anticii şi de aceea ei le înscriau în monumentele lor spre neuitare. Spre exemplu, geto-dacii au înscris în măsurile sanctuarului Mare Rotund de la Sarmisegetuza zecimea numărului 5813, căci raza sanctuarului are fix 581,3 degete piramidale (14,78 m). Se vede că ei au realizat sanctuarul ca pe un proiect al Piramidei-Keops redus la scara 1/10, în ideea că cercul construit pe înălţimea Piramidei are circumferinţa egală cu perimetrul bazei ei, după cum observase şi Herodot.
    Se pare că iniţiaţii daci au avut cea mai avansată ştiinţă în raport cu toate celelalte popoare şi aveau o legătură de continuitate pornind chiar de la acei constructori de piramide (atlanţii!?) din preistorie, căci ei au fost singurul popor care posedau toate etaloanele acelor arhitecţi străvechi, adică cotul sacru, degetul (ca 1/25 din cot), piciorul sfânt (pe care l-au avut şi sumerienii), stânjenul, care este la fel de vechi fiind înscris în măsurile sarcofagului din interiorul Piramidei şi, ceva specific geţilor, ei mai aveau şi o stadie de 666 coţi sacri (423,35 m). Pentru edificare a se vedea https://biransblogblog.wordpress.com/contact/miraculoasele-etaloane-de-masura-ale-geto-dacilor/
    Dar numerele sacre (constantele de care vorbeam) sunt încifrate şi în parametrii fizici şi dinamici ai astrelor din sistemul solar de către un Agent Inteligent. Acesta este un alt fapt bulversant pentru oamenii de azi, care visează teorii standard şi cai verzi pe pereţi. Astfel ne numere sunt înscrise şi în măsurile Soarelui, ceea ce arată că şi Soarele este un Proiect Inteligent. Ori cine avea forţa de a „fabrica” o stea este Dumnezeul acestui univers, ca dovadă că Iov avea dreptate când vorbea de „cel ce îşi pune pecetea peste stele”.
    Şi noi credem că ştim totul, dar şi Iisus a vorbit de aceste SEMNE (peceţi numerice) din astre când spune că odată cu descoperire lor (eu le-am publicat în 2017) se apropie timpul celei de a doua veniri (Luca 21/25).
    Nostradamus a spus că descoperirea semnelor din astre vor anunţa explozia acceleratorului de particule de la Geneva. E firesc dacă se fac experimente într-o logică graşită. Ei vor să găsească particula ultimă. E un nonsens… ultima particulă este infinit de subtilă şi atunci ne vom întoarce tot la religii sau la Thot atlantul care spunea că „ceea ce există este o altă formă a ceea ce nu există”. Adică o iluzie, caz în care cea mai mare forţă din univers se anunţă a fi conştiinţa.
    Şi, mergând pe firul constantelor universului vom deschide cutia pandorei şi vom dori să ajungem la constanta supremă. Şi ştiţi care este aceasta? Este numărul 6660 care conţine toate celelalte constante ale universului (e un capitol dedicat în cartea „Mesajul atlanţilor”).
    Acest număr este încifrat până la obsesie în careul numerelor fundamentale (cele 9 cifre ale sist. zecimal aşezate aşa cum apar pe tastatura oricărui calculator). Acest careu este reprezentat pe tăbliţa dacică nr. 1 de la Sinaia, dar este plasat şi în partea superioară a Piramidei-Keops, ca o mică platformă alcătuită din 9 dale de piatră aranjate pe 3 rânduri şi 3 coloane.
    Ceea ce cunoaştem noi este nimic pe lângă ce ajunseseră să cunoască civilizaţiile care ne-au precedat. Şi totuşi au fost distruse.
    O ştiinţă nouă trebuie să repună Creatorul în ecuaţia universului.

    Numai bine.

  3. Cel care ai şters comentariul eşti o clonă Rhesus, demnă de strămoşul vostru Lulu Amelu.

  4. Aeleden, comentariul n-a fost șters ci a fost în așteptare pentru moderare pentru că ai inclus prea multe link-uri și a fost considerat spam. Dacă mă uit mai bine la ce ai scris, nici nu mă mir. Acum l-am văzut și l-am aprobat.

  5. Ce am scris era pt comentatorul de mai sus, care chiar are o lucrare la linkul indicat.
    El are dreptate în unele privinţe, în altele greşeşte şi doar jonglează cu mărimile fizice specifice atomului. Dar într-adevăr, la nivel macro trebuie să existe un metaatom, în care supergalaxia este inclusă.
    Şi chiar trebuie să existe nişte constante de simetrie între structurile microcosmice şi cele macrocosmice.
    Iar constantele care vor descrie universul trebuie să fie mai multe decât 26. Şi numai cele fundamentale au importanţă în elaborarea Teoriei Totului. Teorie care nu va păstra nimic din relativitatea generală, deoarece este o aberaţie. Se vede asta şi din faptul că această teorie nu aduce în atenţia ştiinţei nici o constantă care să-i fie specifică.
    Dacă era ceva bun în TRG într-un secol ar fi trebuit să conducă la înţelegerea gravitaţiei. Dar mai rău a încurcat lucrurile şi ţine ştiinţa pe loc.
    Se vor convinge de aiureala creată în mecanica cuantică şi în gravitaţie (prin TRG) atunci când le va exploda acceleratorul de la Geneva, după cum a prevăzut Nostradamus. Şi el nu avea de unde şti că la Geneva se va construi aşa ceva. Dar totuşi a vorbit de accelerator.
    El spune cu precizie:

    „Fugiţi, fugiţi din Geneva cu toţii,
    Saturn din aur în fier se va transforma,
    Raza contrapozitivă va extermina totul,
    Vor fi SEMNE în cer înainte de aceasta”.

    Iar SEMNELE sunt cele despre care aminteam în mesajul precedent. Acelea despre care a vorbit şi Iisus, dar şi Enoh, în cartea sa referindu-se la o „ştiinţă a SEMNELOR” cu care un Agent Inteligent a pecetluit (marcat) sistemul solar.

    Vă miraţi pentru că sunteţi fan relativist îndoctrinat sau poate pentru că vi se pare pseudo-ştiinţific să legi asemenea lucruri de ştiinţă. E o prejudecată, deoarece o teorie viabilă a viitorului trebuie să explice şi trecutul şi toate informaţiile să încapă în ea.
    Aceasta va fi Gravitodinamica, la care se gândise cândva şi N. Tesla.

    Şi… nimic nou sub Soare. Ceea ce abia descoperim noi azi, erau lucruri cunoscute pentru civilizaţiile ce ne-au precedat. Şi multe informaţii sunt înscrise în piramidele lăsate de ei ca amintire. Şi numai prin gravitodinamică se poate prelua şi înţelege acel conţinut informatic.

    Lumea e mai mult decât ştiinţa fizică. Şi asta lipseşte din ştiinţa de azi.

    În ce priveşte referirea la LULU… mai bine s-o lăsăm baltă. Acesta e un alt adevăr ocultat, pentru ascunderea căruia s-au ars marile biblioteci ale lumii.

    Numai bine.

LĂSAȚI UN MESAJ

Vă rugăm să introduceți comentariul dvs.!
Introduceți aici numele dvs.

VIDEO

Recomandări