Почему скорость света равна именно 300 000 км/с?

Почему скорость света равна именно 300 000 км/с? Почему не 400 000 и не 200 000? Являются ли эти константы фундаментальными? Что мы вообще имеем ввиду называя константу фундаментальной?

Скорость света наравне с некоторыми другими константами является одной из т.н. фундаментальных констант. К примеру гравитационная постоянная G определяет силу гравитационных взаимодействий во всей вселенной.

На малых масштабах постоянная Планка ħ повелевает квантовыми взаимодействиями, а заряд электрона е представляет собой мельчайшую единицу — квант электрического заряда. Численные значения этих констант известны с огромной точностью, к примеру ħ равна 6.626070040 × 10⁻³⁴ Дж·с, а скорость света с равна 299 792 458 м/с.

Но действительно ли эти значения этих констант постоянны? Что значит «фундаментальные»? Почему их значения таковы, а не иные?

Современная наука предполагает, что законы физики одинаковы везде во вселенной. Однако это лишь предположение, которое надлежит проверить, в особенности для гравитационной постоянной G и скорости света с, чтобы убедиться, что мы правильно интерпретируем то, что видим в далёких уголках вселенной.

скорость света

Первым возможность того, что G может варьироваться с течением времени допустил нобелевский лауреат Поль Дирак. В 1937-м году размышляя о космологии он пришел к выводу, что G медленно уменьшается на одну стомиллионную процента в год. Был ли он прав? Вероятно нет.

Астрономические наблюдения не показывают какого либо варьирования G в пространстве или времени. Аналогично нет никаких экспериментальных или наблюдательных данных, которые давали бы повод допустить, что в прошлом скорость света могла быть иной.

Являются ли эти константы фундаментальными? Что мы вообще имеем ввиду называя константу фундаментальной? Какой минимальный набор констант из которых можно вывести или получить все остальные? Единого ответа на этот вопрос нет, разные учёные включают в такой набор от 2 до 10 или даже больше констант.

По мнению некоторых физиков, например Майкла Даффа из Имперского колледжа в Лондоне только безразмерные константы являются по настоящему фундаментальными, так как не зависят от какой-либо системы измерений. Константы же обладающие размерностью являются лишь человеческими конструкциями чьи значения варьируются в зависимости от того какие единицы измерений мы выберем.

Примером безразмерной константы может служить отношение массы протона и электрона равное 1836.2, но пожалуй самая интригующая безразмерная константа это так называемая постоянная тонкой структуры α. Она была открыта в 1916-м году и представляет собой скорость электрона вращающегося вокруг ядра атома водорода делённую на скорость света. Значение этой константы составляет 0.00729735256 или почти точно 1/137.

инфракрасное солнце

В современной квантовой электродинамике α определяет силу электромагнитного взаимодействия и играет огромную роль в физике. Наряду с гравитацией, сильным и слабым взаимодействием электромагнитное взаимодействие определяет то, как работает вселенная, но никто пока не смог объяснить почему эта константа численно равна 1/137.

Читайте также
Что, если Иголка ударит землю на скорости света? Принцип Паули: один из важнейших принципов в понимании природы вещества Новые углеродные покрытия улучшат свойства оптоэлектроники Путешествия со скоростью света. Как бы они могли выглядеть?

Именно эта видимая произвольность физических констант, от которых зависит то, как работает вселенная не даёт покоя учёным. Почему именно эти цифры? Могли ли они быть другими?

Наиболее простое объяснение заключается в так называемом антропном принципе: философской идее заключающейся в том, что то, какой мы видим вселенную обязано быть совместимо с тем фактом, что существуем мы — люди, способные смотреть на вселенную и задаваться такими вопросами.

несколько планет

Например немного другое значение постоянной тонкой структуры радикально изменило бы нашу вселенную. К примеру это сделало бы невозможной образование атомов углерода и как следствие возникновение жизни. По крайней мере в том виде, в каком её знаем мы. Т.е. если бы основополагающие свойства вселенной: постоянная тонкой структуры, постоянная планка, гравитационная постоянная, скорость света и т.п. были бы другими, то не было бы никаких нас, способных задаваться такими вопросами.

Вполне вероятно существуют иные вселенные с другими законами физики и фундаментальными константами, в которых жизнь и тем более разумная жизнь никогда не возникла и в них некому задаться вопросом о том, почему же скорость света в тех вселенных равна 100 метров в секунду или 500 тысяч километров в секунду, или какому-то другому значению.

Поделитесь с друзьями
Оставьте свой комментарий! До 500 символов!
    Пока без коментариев...
    По теме
    Читайте также

    Лагерная психология: переработка человека на фабриках смерти...

    Лагерная психология: переработка человека …
    Задачей фашистских концлагерей было уничтожить личность. Тех, кому повезло меньше, уничтожали физически, кому «больше» – морально. Даже имя человека переставало здесь существовать. Вместо него был только идентификационный номер, которым называл себя в своих мыслях даже сам заключенный.
    Читать дальше →

    Тутанхамон: загадка гробницы...

    Тутанхамон: загадка гробницы
    Эта история началась с гибели подростка – правителя Древнего Египта. Его имя могло навсегда кануть в Лету, если бы не череда загадочных смертей, удивительным образом связанная с ним. Тутанхамон вовсе не был выдающимся царем, но события, которые произошли 3000 лет спустя, сделали его самым известным из когда-либо живших фараонов.
    Читать дальше →

    Ученые рассказали о противовирусных свойствах некоторых соков и з...

    Ученые рассказали о противовирусных …
    Вирусологи сравнили вирулицидную активность четырех натуральных напитков против коронавируса SARS-CoV-2 и вируса гриппа: так они обнаружили, что сок черноплодной рябины и граната, а также зеленый чай могут снижать инфекционные титры. При этом сок черноплодки оказался наиболее эффективным.
    Читать дальше →

    9 Самых Ядовитых Пауков в Мире...

    9 Самых Ядовитых Пауков …
    Какой паук самый ядовитый? Можно ли умереть от укуса паука? Встреча с некоторыми пауками может закончиться для вас визитом к врачу или чем-то более серьезным. Так какие пауки наиболее ядовиты? Как защититься от них? Не переживайте — мы ответим на все ваши вопросы.
    Читать дальше →

    НЛП в решете: нейроны, лингвистика и немножко волшебства...

    НЛП в решете: нейроны, …
    Хотите добиться успеха Стива Джобса? Раз и навсегда перестать мямлить, ныть, переживать по поводу прыщей, за две минуты соблазнить самую красивую девушку на курсе и оказывать влияние на людей? Бросить пить, курить и по-английски заговорить? Это вам не к бабке – она тут бессильна, это вам к тренеру НЛП.
    Читать дальше →

    10 природных явлений на Земле, которые мы не понимаем...

    10 природных явлений на …
    Многих завораживают странные явления, происходящие на других планетах. Кажется, стоит лишь достичь этих далеких миров, как все тайны рассеются. Однако и на Земле происходит немало необычных явлений, в чьей природе ученые пока не в силах разобраться.
    Читать дальше →