Konštanta jemnej štruktúry: Rozdiel medzi revíziami

chýba zhrnutie úprav
Značka: odstránenie referencie
Fyzici sa často zaoberajú otázkou, či sa konštanta jemnej štruktúry nemohla počas vývoja [[vesmír]]u meniť. Merania sú vždy založené na porovnávaní súčasnej hodnoty <math>\alpha</math> s pozorovaním vzdialeného vesmíru, ktorý vidíme, ako vyzeral pred miliardami rokov. Dosiaľ žiadne opakované merania spoľahlivo nedokázali akúkoľvek zmenu v hodnote tejto konštanty vrátane posledných meraní ďalekohľadom [[Very Large Telescope]] v roku 2004.<ref>H. Chand et al., Astron. Astrophys. '''417''', 853 (2004)</ref><ref>R. Srianand et al., Phys. Rev. Lett. '''92''', 121302 (2004).</ref> Podľa tohoto merania nemôže byť relatívna zmena väčšia než <math>6.10^{-7}</math>. To je v rozpore s výsledkami meraní z roku 1999, ktoré previedol tím vedený [[John K. Webb|Johnom K. Webbom]], podľa ktorých bola zistená väčšia odchýlka. Stále prebieha diskusia o možných systematických chybách a snaha o získanie spoľahlivejších dát.
 
V roku [[2007]] navrhli Benjamin Wandelt a Rishi Khatri z Univerzity v [[Illinois]] experiment s rozsiahlym poľom antén, ktorý by sa mohol uskutočniť v [[Nové Mexiko|Novom Mexiku]] po dostavaní rádiovej siete LWA.<ref name="kulhanek">Petr Kulhánek: ''Lze zjistit změny konstanty jemné struktury?'' – Aldebaran Bulletin 14/2007 [http://aldebaran.cz/bulletin/2007_14_con.php]</ref> Prvý raz v histórii by mala byť premeraná čiara {{cm|21|m}} v spektre [[Mikrovlnovéreliktné pozadiežiarenie|reliktného žiarenia]]. Z takéhoto merania možno určiť hodnotu <math>\alpha</math> v dobe tzv. [[temný vek vesmíru|temného veku vesmíru]] (380 tisíc až 400 miliónov rokov po [[Veľký tresk|Veľkom tresku]]), pretože už vtedy existoval atomárny [[vodík]], ktorý pohlcoval reliktné [[fotón]]y na tejto [[vlnová dĺžka|vlnovej dĺžke]]. Problémom môže byť, že atomárneho vodíku je vo vesmíre dosť aj dnes, takže bude problematické odlíšiť vtedajšiu absorpciu od novšej. Pokiaľ sa ale konštanta jemnej štruktúry zmenila, malo by to byť pozorovateľné.
 
== Antropické vysvetlenie ==
Jedno z kontroverzných vysvetlení hodnoty tejto konštanty je založené na [[antropický princíp|antropickom princípe]]. Hovorí, že keby jej hodnota bola iná, neboli by žiadni živí pozorovatelia, aby o tom mohli polemizovať. Napríklad zmena o nepatrné 4% by spôsobila, že pri [[termonukleárna fúzia|jadrovej fúzii]] vo vnútri [[hviezda|hviezd]] by sa nevytvoril žiadny [[uhlík]]. Keby bolo <math>\alpha > 0,1</math>, nedošlo by k fúzii vôbec, pretože [[gravitácia]] by neprekonala elektrostatické odpudzovanie atómových jadier.
{{Hlavný článok|Fine-tuned universe}}
Jedno z kontroverzných vysvetlení hodnoty tejto konštanty je založené na hypotéze fine-tuned universe. Hovorí, že náš vesmír má tak nastavené rôzne univerzálne fyzikálne podmienky, že umožňujú vznik štruktúr hmoty existenciu zložitého života v ňom. Navyše tieto ležia vo veľmi úzko vymedzenom pásme z množstva možností, a ak by sa zmenili len o zanedbateľné zlomky percent, tak by vesmír neumožnil vznik a vývoj hmoty, astronomických štruktúr a [[život]]a, ako ich dnes chápeme. Profesor teoretickej fyziky Paul Davies hovorí: „Skutočne ohromujúca vec nie je, že život na Zemi je vyvážený na ostrí noža, ale že celý vesmír je vyvážený na ostrí noža a nastal by totálny chaos, ak by sa hociktorá prírodná „[[konštanta]]“ čo len trochu posunula.“ <ref>The "Fine-tuning" of the Universe. http://www.2001principle.net/2005.htm</ref> Asi najvýstižnejšou fyzikálnou definíciou [[fenomén]]u jemne-vyladeného vesmíru je: V množine možných fyzikálnych zákonov, podmienok a konštánt, je [[podmnožina]], ktorá umožňuje existenciu komplexného života veľmi malá.<ref>Barnes. L.A.: The Fine-Tuning of the Universe for Intelligent Life. 2011. http://arxiv.org/pdf/1112.4647v1 </ref> Preto je veľmi malá aj [[pravdepodobnosť]] uskutočnenia takejto možnosti a vedie mnohých fyzikov k bádaniu, aké faktory ju mohli spôsobiť. Drobné zmeny v základných fyzikálnych nastaveniach vesmíru by viedli k radikálne inému vesmíru, ktorý by zrejme neumožňoval komplexný život. Stephen Hawking k tomu poznamenal: „zákony vedy ako ich poznáme v súčasnosti, obsahujú mnoho základných čísel ako napríklad veľkosť elektrického náboja [[elektrón]]u a pomer hmotností [[protón]]u a elektrónu...Pozoruhodným faktom je, že hodnoty týchto čísel sú veľmi dobre upravené tak, aby umožnili vývoj života.“<ref>Stephen Hawking, Stručná história času. 1991</ref> Keby hodnota fyzikálnych konštánt boli iné, nemohli by existovať žiadni živí pozorovatelia, ani život našej formy vo vesmíre. Napríklad zmena o nepatrné 4% by spôsobila, že pri jadrovej fúzii vo vnútri hviezd by sa nevytvoril žiadny uhlík. Keby bolo α > 0 , 1, nedošlo by k fúzii vôbec, pretože [[gravitácia]] by neprekonala elektrostatické odpudzovanie atómových jadier.<ref>Martin Rees, 1999. Just Six Numbers, HarperCollins Publishers, ISBN 0-465-03672-4</ref>
 
== Numerologické vysvetlenia ==
Mnoho ľudí sa pokúšalo a dodnes sa pokúša zapísať hodnotu <math>\alpha</math> ako kombináciu čisto matematických konštánt ([[Ludolfovo číslo]], [[Eulerovo číslo]]) a matematických operácií ([[podiel]], [[sínus]], [[určitý integrál]] a mnoho ďalších). Na pozadí týchto snáh je [[viera]], že by mala existovať fyzikálna teória, ktorá bez ohľadu na meranie dokáže hodnoty konštánt logicky vysvetliť a poskytnúť matematicky jednoduché vzťahy. Takýchto kombinácií je však prekvapivo veľa a pre žiadnu dodnes nie je známy seriózny teoretický podklad, prečo by to mala byť práve táto. Jeden z najznámejších fyzikov všetkých dôb, [[Richard P. Feynman,]] ju označil konštantuza jemnejjednu štruktúryz zanajväčších najtajomnejšiu záhadu modernejzáhad fyziky: „Magické – magické číslo, kektorému kterémuľudia jsmevôbec došli a kterému nerozumímenerozumejú. Můžeme říci, že ho napsala „Boží ruka“ a že „nevíme, jak vedl svou tužku“. Víme, jaké experimentální tanečky musíme absolvovat, abychom to číslo s velkou přesností naměřili, ale nevíme, k jakému tanci přinutit své počítače, aby toto číslo vyplivly, aniž bychom ho nějak nepozorovaně sami do výpočtu vložili!“<ref name="feynman">Richard P. Feynman: ''Neobyčejná teorie světla a látky'', přednáškyprednášky propre laikylaikov o kvantovékvantovej elektrodynamiceelektrodynamike, v origináleorigináli ''The Strange Theory of Light and Matter'', přeložilido češtiny preložili Jiří a Dagmara AdamoviAdamovci [http://www.kosmas.cz/knihy/103046/neobycejna-teorie-svetla-a-latky/]</ref>
 
Najznámejší z týchto pokusov o [[logika|logické]] vysvetlenie predviedol [[Arthur Eddington]], ktorý dokazoval, prečo prevrátená hodnota <math>\alpha</math> musí byť celé číslo a prečo práve 136, čo bola vtedy udávaná hodnota. Neskoršie presnejšie merania sa priblížili k hodnote 137, na čo Eddington reagoval opravou dôkazu. Ešte neskôr však merania dokázali, že hodnota vôbec nie je celočíselná.