Фримен Дайсон — Может ли гравитация меняться со временем? (109/157)

Чтобы послушать другие истории Фримена Дайсона, перейдите в плейлист:    • Freeman Dyson (Scientist)  

Фримен Дайсон (1923–2020), родившийся в Англии, после окончания Кембриджского университета со степенью бакалавра математики перешёл в Корнеллский университет. Впоследствии он стал профессором и занимался ядерными реакторами, физикой твёрдого тела, ферромагнетизмом, астрофизикой и биологией. Он опубликовал несколько книг и, помимо прочих наград, был награждён премией Хайнемана и медалью Хьюза Королевского общества. [Слушатель: Сэм Швебер; дата записи: 1998]

ТРАНСКРИПЦИЯ: Вопрос был поднят Дираком, кажется, около 1936 года: может ли гравитация меняться со временем по мере эволюции Вселенной? А мотивацией Дирака было то, что ему не нравился тот факт, что гравитационное взаимодействие настолько слабо по сравнению с другими видами взаимодействий, поэтому если взять безразмерное отношение Gm2/hc, где G — гравитационная постоянная Ньютона, m — масса протона, h — постоянная Планка, а c — скорость света — это безразмерное число; оно имеет значение 10-39, и Дирак считал это уродливым; что в законах физики есть эта чрезвычайно малая величина, которая, по-видимому, просто произвольна и вложена Богом в законы физики, и он сказал, что ни один уважающий себя бог не сделал бы этого, так что должна быть какая-то причина появления этого очень малого числа. Итак, аргумент Дирака заключался в том, что если предположить, что гравитация уменьшается со временем, как 1/T от начала Вселенной, и измерять время в единицах длины комптоновской волны протона, которая является своего рода естественной единицей времени — нет, не длиной волны Комптона, а частотой Комптона, длиной комптоновской волны, деленной на скорость света, — то единица времени составляет около 10-22 секунд, а Вселенная существует около 1017 секунд, поэтому соотношение между нынешним возрастом Вселенной и естественной единицей времени составляет 1039. Так что это интересный факт. Итак, гипотеза Дирака заключалась в том, что это небольшое число просто указывает конкретный возраст, в котором мы живем в истории Вселенной; в естественных единицах мы находимся в 1039 единицах от начала времен. Так что если предположить, что гравитация уменьшается как 1/T, то вам не нужно вписывать это небольшое число в законы физики. Что ж, это было очень привлекательной идеей для Дирака. У него была очень сильная вера в способность эстетики предсказывать законы природы, но тогда возникает вопрос, подтверждается ли это экспериментально. Ну а после этого... гипотеза Дирака оставалась гипотезой в течение 40 лет. Ни у кого не было достаточно хороших наблюдательных данных, чтобы подтвердить её или опровергнуть. Так что оставалась вполне возможной правота Дирака. Между тем, я думаю, именно Эдвард Теллер предположил, что то же самое может быть верно и для постоянной тонкой структуры, поскольку это тоже довольно малое число, не такое малое, как гравитационная константа связи, но всё же... это e²/hc, то есть 1/137, и это похоже на логарифм. Если взять логарифм числа Дирака, натуральный логарифм 1039 составляет около 100, то есть около 100 степеней числа e, так что можно представить, что 137 — это логарифм того времени. Итак, Теллер выдвинул гипотезу, что электромагнитное взаимодействие также ослабевает со временем, но как 1 по логарифму. Так что это тоже был очень интересный вопрос, и что... Теллер предположил это, я думаю — я не помню точно когда, около 1950 года или около того — я имею в виду, это было некоторое время после Дирака. И это было явно гораздо легче проверить, потому что у нас есть гораздо более точная информация об электромагнитном взаимодействии, чем о гравитации. Итак... тогда внимание было немедленно сосредоточено на постоянной тонкой структуры, а не на гравитации. И первый ответ Теллеру, я думаю, пришел от Дениса Уилкинсона, и он показал, что на самом деле Теллер не мог быть прав, и он сделал это, просто рассмотрев скорость распада урана в древних породах. Если вы наблюдаете изотопы урана и изотопы свинца, на которые они распадаются в древних породах, вы можете… это довольно поверхностный аргумент, но, фактически, вы можете более или менее доказать, рассматривая эти различные виды пород, что скорость распада оставалась практически постоянной на протяжении последних 109 лет, с погрешностью около 10%, что-то вроде того. То есть, скорость распада не сильно колебалась. Что ж, если взять скорость внешнего распада урана-238, то она на самом деле чрезвычайно чувствительна к постоянной тонкой структуры, потому что… альфа-частица должна выйти из ядра, преодолевая очень высокий барьер Гамова, а формула Гамова для времени жизни содержит экспоненту с постоянной тонкой структуры, поскольку постоянная тонкой структуры определяет кулоновское взаимодействие между альфа-частицей и остальной частью ядра. [...]

Читайте полную расшифровку по адресу https://www.webofstories.com/play/fre...