Y si son universales leyes de la física? Bashny.Net

Por lo que se sabe físicos que comienza, el espacio juega un conjunto de reglas desde el momento de la Gran Explosión. Pero, ¿esas leyes a ser otras en el pasado, si pueden cambiar en el futuro? ¿Pueden en algún remoto rincón del cosmos prevalecer otras leyes de la física?

"Esto no es una oportunidad increíble", dice sean carroll, un físico teórico de caltech, quien señala que cuando nos preguntamos, ¿se pueden cambiar las leyes de la física, en realidad nos referimos a dos cuestiones diferentes: en primer lugar, ¿está cambiando la ecuación de la mecánica cuántica y la gravedad con el tiempo y el espacio; y la segunda, ¿está cambiando constantes numéricas, que habitan en estas ecuaciones.





Para ver la diferencia, imagina todo el Universo como un gran juego de baloncesto. Usted puede configurar algunas opciones, de no cambiar el juego: levantar el aro un poco más arriba, una plataforma un poco más, cambiar las condiciones de la victoria, y el juego todavía se baloncesto. Pero si usted le dice a los jugadores patear la pelota de los pies, es totalmente otro juego.

La mayoría de los estudios de la variabilidad de las leyes de la física se centran en el numéricos de las constantes. ¿Por qué? Sí es muy simple. La física puede hacer convencidos de predicciones comprobables acerca de cómo los cambios constantes numéricas afectan a los resultados de sus experimentos. Además, dice carroll, la física no se enciende más, si se considera que estas constantes cambian con el tiempo. En realidad, algunas constantes han cambiado: la masa del electrón, por ejemplo, fue de cero, mientras que el campo de higgs no avanzaba a través de una minúscula fracción de segundo después del big Bang. "Tenemos una gran variedad de teorías, que pueden contener variables constantes, dice carroll. — Todo lo que usted necesita para tener en cuenta dependientes del tiempo constante, agregar un poco de escalar en el campo de la teoría, que se mueve muy lentamente".

Escalar del campo, explica carroll, es cualquier magnitud, que tiene un único valor en cada punto del espacio tiempo. El famoso campo escalar es хиггсово, pero puede presentar menos exóticos de magnitud, como la temperatura, en forma de escalar del campo. Mientras no abierto escalar del campo que cambia muy lentamente, puede seguir evolucionando después de miles de millones de años tras el big Bang — y junto con él, pueden evolucionar y los llamados constantes de la naturaleza.

Afortunadamente, el cosmos nos ha obsequiado cómodos ventanas a través de las cuales podemos observar constantes, eran más profundo del pasado. Una de estas ventanas se encuentra en los ricos yacimientos de uranio de la región Окло en gabón, áfrica central, donde en 1972 trabajo por casualidad encontró un grupo de "naturales de reactores nucleares" — de la raza, que de forma espontánea зажглись y apoyaron a las reacciones nucleares en el transcurso de cientos de miles de años. El resultado: "Radiactivo de los fósiles, cómo se veían las leyes de la naturaleza" dos mil millones de años atrás, dice keroll. (Para la comparación: la Tierra del orden de 4 mil millones de años, el Universo de alrededor de 14 mil millones).

Características de los minerales dependen de la importancia especial bajo el nombre de la constante de estructura fina, que se une con un puñado de otras constantes de la velocidad de la luz, de la carga del electrón, eléctrica permanente y constante de Planck — en un número de alrededor de 1/137. Los físicos llaman a esto "безразмерной permanente, es decir, es sólo un número: no 1/137 pulgadas, segundos o кулонов, sino simplemente 1/137. Esto hace de ella un lugar ideal para la búsqueda de los cambios relacionados con ella permanentes, dice steve Ламоро, un físico de la universidad de yale. "Si permanentes han cambiado de tal manera que cambiaría la masa del electrón y de la energía de interacción electrostática, esto se notaría y en 1/137, independientemente del sistema de medición".

Y, sin embargo, la interpretación de estos fósiles es difícil, y a lo largo de muchos años, los científicos que estudian la Окло llegaron a conclusiones contradictorias. Estudios realizados por decenas de años, Окло han demostrado que la constante de estructura fina es absolutamente estable. Luego apareció un estudio que indica que se ha vuelto más y después otro, que sostuvo que se ha vuelto menos. En 2006 Ламоро (entonces el empleado de los alamos national laboratory) y sus colegas publicaron un fresco de análisis, que era, como escribieron, "sostenible sin cambios". Sin embargo, "dependemos del modelo" — es decir, tuvieron que hacer una serie de hipótesis sobre cómo podría cambiar la constante de estructura fina.

Usando relojes atómicos, de la física pueden encontrar los más pequeños cambios en la constante de estructura fina, pero se limitan modernas variaciones que se producen dentro de un año o menos. Los científicos del instituto Nacional de estándares y tecnología en boulder, colorado, compararon el tiempo, basado reloj atómico que trabajan en aluminio y mercurio, para poner extremadamente severas restricciones en el día a día de cambio en la constante de estructura fina. A pesar de que no pueden decir con certeza que la constante de estructura fina, no cambia, si cambia, las variaciones de la pequeña: una квадриллионная por ciento cada año.

Hoy el mejor limitar cómo se pueden cambiar permanentes durante la vida del Universo, se derivan de la observación de los objetos remotos en el cielo. Todo porque cuanto más lejos en el espacio se vea más atrás en el tiempo, usted será capaz de mirar. La "máquina del tiempo" Окло se detuvo dos mil millones de años atrás, pero con una luz distante de los quasares, los astrónomos han traducido espacial de la máquina del tiempo en 11 mil millones de años.

Los cuásares son muy brillantes antiguos objetos que los astrónomos creen luminosos сверхмассивными agujeros negros. A medida que la luz de esos de los quasares se mueve a nosotros, una parte es absorbida por el gas, a través del cual se pasa en el camino. Pero se absorbe de forma desigual: se extraen sólo específicos de la longitud de onda o color. Colores específicos, "eliminados" de un espectro, dependen de cómo los fotones de la luz del quasar interactúan con los átomos de gas, y estas interacciones dependen de la constante de estructura fina. Así, mirando el espectro de la luz distantes de los quasares, la astrofísica, pueden buscar los cambios en la constante de estructura fina a lo largo de muchos miles de millones de años.

"Al mismo tiempo, como esta luz llega a nosotros aquí en la Tierra, se recogerá información sobre varias galaxias a miles de millones de años atrás", dice tyler evans, investigador de los quasares en la universidad Tecnológica de Суинберна en australia. — Esto es similar a un sector eterno de hielo en la Tierra con el objetivo de averiguar cómo era el clima de épocas anteriores".A pesar de algunos tentadora alusiones, estudios recientes indican que los cambios de la constante de estructura fina "cum cero". Esto no significa que la constante de estructura fina no cambia. Pero si cambia, lo hace más sutil que pueden captar nuestros experimentos, y esto ya es poco probable, dice carroll. "Es difícil de encajar la teoría en algo intermedio entre el no cambia y cambia lo que no nos damos cuenta".

La astrofísica, también en busca de cambios G, la constante de la gravitación, que está relacionada con la fuerza de la gravedad. En 1937, paul dirac, uno de los pioneros de la mecánica cuántica, se especula que la gravedad se vuelve más débil a medida que el envejecimiento del Universo. Aunque esta idea no se confirma la física siguen buscando a los cambios en la constante de la gravitación, y hoy en día una serie exóticas teorías alternativas de la gravedad incluyen el cambio de la constante de la gravitación. Aunque los experimentos de laboratorio en la Tierra devuelto el embrollo en los resultados de la investigación fuera de la Tierra han demostrado que G no es especialmente cambia, si cambia en absoluto. No hace mucho tiempo радиоастрономы señalaron 21 años de recopilación de datos precisos sobre тайминге inusualmente brillante y estable de la pulsar, con el objetivo de buscar cambios en su habitual "latidos del corazón" en la forma de emisoras que apuntan a cambios en la constante de la gravitación. El resultado: nada.

Pero volvamos a la segunda, mucho más resistente que la mitad de nuestro primordial de la cuestión: ¿pueden las propias leyes de la física, y no sólo a las permanentes вшитые en ellos, para variar? "Responder a esta pregunta es mucho más difícil", dice carroll, indicar también, que vale la pena tener en cuenta los diferentes grados de cambios. Si las leyes de algunos подтеорий de la mecánica cuántica, como el de la electrodinámica cuántica, sean flexibles, es posible que las teorías pueden llevarse bien con esto. Pero si se encuentran volátiles leyes de la mecánica cuántica, dice carroll, "esto es muy extraño". Ninguna teoría no implica, cómo o por qué puede ocurrir tal cambio; simplemente no hay un marco en el que se puede estudiar esta cuestión.

En vista de todo lo que tenemos, se puede decir que el universo lleva el juego limpio. Pero la física se precisar el conjunto de normas, en busca de pistas que pueden indicar un cambio en las reglas del juego en el nivel que nosotros no percibimos. publicado

Autor: Ilya Hel

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Fuente: hi-news.ru/space/a-tak-li-universalny-zakony-fiziki.html