SME
Streda, 25. november, 2020 | Meniny má KatarínaKrížovkyKrížovky

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 článok - prihláste sa alebo si predplaťte SME.sk
Odomknite článok za pár sekúnd cez SMS predplatné za 4 € každé 4 týždne. Pošlite SMS s textom C6WBU na číslo 8787. Predplatné môžete kedykoľvek zrušiť (viac na www.sme.sk/vop).
Ďalšie možnosti platby:
Dočítajte článok - prihláste sa alebo si predplaťte SME.sk
Odomknite článok za pár sekúnd cez SMS predplatné za 4 € každé 4 týždne. Pošlite SMS s textom M6WBU na číslo 8787, alebo kliknite na „Objednať cez SMS“ a odošlite predvyplnenú správu. Predplatné môžete kedykoľvek zrušiť (viac na www.sme.sk/vop).
Ďalšie možnosti platby:

Už mám predplatné - prihlásiť sa

S predplatným získate:
  • neobmedzený prístup k obsahu Sme.sk, Korzar.sk a Spectator.sk a ekonomickému denníku Index
  • viac ako 20-ročný archív Sme.sk
  • čítanie a rozhovory z príloh TV OKO/TV SVET, Víkend a Fórum
  • neobmedzený počet diskusných príspevkov
  • neobmedzený prístup k videám a slovenským filmom na Sme.sk
  • dostupné na PC a v aplikáciach Android a iPhone
Skryť Vypnúť reklamu

Najčítanejšie na SME Tech

Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Téma: Vesmír

Prečítajte si aj ďalšie články k téme
Článok je zaradený aj do ďalších tém
Fyzika, Konštanty
Skryť Vypnúť reklamu
Skryť Vypnúť reklamu

Hlavné správy zo Sme.sk

Kováčik je stále špeciálny prokurátor a má previerku

Funkcie sa vzdal listom až k 31. januáru

NAKA zadržala špeciálneho prokurátora Dušana Kováčika.
Dobré ráno

Dobré ráno: Odíde Sulík kvôli Matovičovi z koalície?

Čo sa deje vo vládnej koalícii.

Komentár Zuzany Kepplovej

A čo ak nie sme vo vojne

Čo robíme, keď sa vyloďujeme, zhadzujeme atómky a národne povstávame proti hnusobe?

Zuzana Kepplová.
Martina Dubovská sa zúčastnila na dvoch zimných olympiádach.

Neprehliadnite tiež

Charles Darwin. Portrét z roku 1868.
Podcast Zoom špeciál

Zoom: Sú výsledky, ktorých správnosť nevieme overiť

Rozhovor s fyzikmi Máriom Zimanom a Danielom Nagajom.

Čína vyslala na Mesiac sondu, má priniesť vzorky z jeho povrchu

Vzorky z prirodzenej družice Zeme prinesie sonda po vyše 40 rokoch.

Štart čínskej sondy Čchang-e 5.

Test: iPhone 12 mini je dokonalý malý smartfón

Je malý, výkonný a robí skvelé fotky.