SME
Streda, 17. august, 2022 | Meniny má Milica

Sú fyzikálne konštanty skutočne nemenné?

Keď niečo funguje dlho, začnú sa hladať chyby.

Prvé experimentálne pozorovanie zmien v hodnote konštanty α pochádza z astronomických meraní spektier vzdialených kvazarov (ilustrácia).Prvé experimentálne pozorovanie zmien v hodnote konštanty α pochádza z astronomických meraní spektier vzdialených kvazarov (ilustrácia). (Zdroj: ESO/M. Kornmesser)

Text vyšiel pôvodne v magazíne Quark.

Neraz sa pri nových objavoch dočítame, že fyzika sa otriasa v základoch. Pravda je však taká, že fyzika na svojich základoch stojí veľmi pevne a len tak ju niečo nerozhodí.

Keď niečo funguje priveľmi dlho a priveľmi dobre, prirodzene sa v tom začnú hľadať chyby.

Možno aj preto fyzici volajú po revolúcii podobnej tej, ktorú priniesla kvantová mechanika a teória relativity pred sto rokmi, a veľa úsilia sa venuje hľadaniu takzvanej novej fyziky. Jedným zo smerov v tomto úsilí je hľadanie zmien v hodnotách fyzikálnych konštánt.

SkryťVypnúť reklamu

Odolávanie s nedostatkami

Štandardný model (ŠM) časticovej fyziky je jedným zo základných kameňov, na ktorých súčasná (stará) fyzika stojí. Popisuje svet subatomárnych, t. j. elementárnych častíc a troch základných interakcií medzi nimi, okrem gravitácie.

Súvisiaci článok Najbližšie, ako sa dostanete k Veľkému tresku. Navštívili sme Veľký hadrónový urýchľovač Čítajte 

Je to nesmierne úspešný model, ktorý riadi takmer všetko od našej každodennej skúsenosti s okolitým svetom až po deje vo veľkých urýchľovačoch. ŠM odolal desaťročiam všemožných testov a predpovedal napríklad existenciu kvarkov t a c, gluónov a aj Higgsovho bozónu dlho pred tým, než boli experimentálne pozorované. Funguje tak dobre, až si vyslúžil prívlastok štandardný.

Vieme však, že tento model nie je úplný a je nevyhnutné ho rozšíriť.

Najväčšou dierou v ňom je chýbajúca gravitácia, ale vieme aj o ďalších nedostatkoch – napríklad nepopisuje ani tmavú hmotu, tmavú energiu či hmotnosti neutrín.

SkryťVypnúť reklamu

Aktuálne mnoho odborníkov vyvíja viacero rozšírení ŠM a konkurenčných modelov. Známe a populárne sú napríklad teória superstrún, supersymetria, kvintesencia atď. Každá z týchto nových teórií však so sebou prináša iné predpovede pre javy za hranicou ŠM, a preto dôsledné pozorovania a merania takýchto javov môžu v konečnom dôsledku udať smerovanie k tej správnej teórii všetkého.

Podobne veľké čísla

Jedným z takýchto fenoménov, ktorý si vyslúžil veľa pozornosti, sú zmeny v hodnotách fundamentálnych fyzikálnych konštánt. Fundamentálne konštanty sú také veličiny, ktoré nie je možné odvodiť zo žiadneho teoretického základu, je možné ich iba odmerať. Ich hodnoty sú nám dané.

Z pohľadu ŠM ide o fixné číselné parametre, ktoré v tomto modeli vystupujú. Túto sadu tvorí 21 parametrov – fundamentálnych konštánt, ktoré zahŕňajú rýchlosť svetla, Planckovu konštantu, hmotnosti elementárnych častíc a parametre medzičasticových interakcií.

SkryťVypnúť reklamu

Sú však tieto konštanty skutočne konštantné?

Podobnú otázku si kládol už Paul Dirac (1902 – 1984) v 30. rokoch 20. storočia. Všimol si totiž, že konštanty zložené do bezrozmerných veličín, neraz naberajú hodnoty podobne veľkých čísel.

Napríklad pomer elektromagnetickej a gravitačnej sily medzi protónom a elektrónom v atóme vodíka má hodnotu asi 10^39. Zároveň vek vesmíru, teda 13,8 miliardy rokov, vyjadrený v atómových jednotkách pre čas, má takmer rovnakú hodnotu, teda 10^39.

Paul Dirac to nepovažoval za náhodu a predpokladal, že gravitačná sila sa mení v čase a postupne slabne úmerne veku nášho vesmíru. Vysvetlil by tak, prečo je v súčasnosti v porovnaní s elektromagnetickou silou a oboma jadrovými silami taká slabá.

Dočítajte tento článok
s predplatným SME.sk.
Predplatné si môžete kedykoľvek zrušiť.
SkryťVypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu
SkryťVypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Milan Uhrík predstavuje nového člena Republiky Jána Rejdu (vľavo)

Rejdu preveruje tím Gorila.


14 h

Nedostatok a veľký dopyt zvyšujú ceny suroviny a ohrozuje aj teplárne.


16 h
Peter Schutz.

Zaujímavé je, že z Vazovovej polícia vyšetruje iba nového člena Republiky.


14 h
Logo podcastu Dobré ráno.

Ako sa vyvíja vojna na Ukrajine.


a 3 ďalší 44m

Neprehliadnite tiež

Týždenný podcast o novinkách z vedy.


a 3 ďalší 6 h
Ilustračné foto.

Ľudia sú závislí od dvanástich potravín.


15. aug
Filip Dvořák, exper na umelú inteligenciu má české aj americké občianstvo.

Nepozerajte sa na umelú inteligenciu ako na nepriateľa, hovorí.


15. aug

Nové správy zo sveta vedy.


a 2 ďalší 12. aug
SkryťZatvoriť reklamu