Se arată că constanta gravitațională G este o constantă compusă, conține constanta lui Planck h, viteza luminii c și alte constante și este legată funcțional de ele. În special, constanta G are o dependență funcțională de următoarele constante fizice importante:
Bazat pe grupul de superconstante universale hu, lu. tu. # 945;. π, s-au obținut 15 formule echivalente pentru a calcula constanta gravitațională G [2,3,5,6]. Noua valoare a constantei G găsită din aceste formule este:
G = 6,677286741 (89) • 10-11 m 3 kg-1 s -2.
Noua valoare a constantei G în loc de patru cifre conține 9 cifre [2,3,6]. Rezultatele indică o relație fundamentală între electromagnetism și gravitate și existența unei singure baze constante ontologice, care sta la baza constantelor fizice și astrofizice.
- CONSTANȚELE IMPORTANTE ALE FIZICĂRII ȘI ASTROFIZICULUI
- Constanta gravitațională este o constantă compusă și poate fi exprimată prin intermediul altor constante fizice
- Se obțin 15 formule echivalente pentru calculul constantei gravitaționale.
- Rezultatele obținute indică faptul că constanța gravitațională nu este o constantă primară și independentă.
- Se obține o nouă valoare calculată a constantei gravitaționale, care are mai multe ordine de mărime mai precise decât valoarea experimentală.
- Valoarea cea mai exactă a constantei gravitaționale rezultă din formula folosind hu superconstant. lu. tu. # 945;. π.
- Grupul superconstanțelor universale hu este propus pentru rolul unor constante cu adevărat fundamentale. lu. tu. # 945;. π. care sunt constante primare și independente.
Cele mai multe constante fizice sunt legate de legile fizicii cu alte constante. Acesta este factorul decisiv pentru determinarea fiecărei constante [17]. Cu toate acestea, astfel de constante ca: gravitațional constant G. raportul de masă proton-electron mp / me. Constanta H0 a lui Hubble se presupune a nu fi deloc legata de alte constante. În ceea ce privește cea mai importantă constantă fizică G, rămâne speranța că va fi posibilă dezvăluirea legăturii sale cu ceva în cadrul unei teorii unificate viitoare care să unească toate cele patru interacțiuni.
În [5-12] s-au efectuat studii ale constantei G și alte constante fizice fundamentale. Sarcina era de a identifica constantele care pot pretinde rolul unor constante "cu adevărat fundamentale". Ca rezultat, a fost descoperit un grup de constante independente primare, dintre care cele mai importante constante fundamentale sunt [2-9]. Există cinci astfel de constante primare, independente:
Aceste cinci constante sunt constante "cu adevărat fundamentale" și au un statut ontologic. Constantele din acest grup sunt constante primare și independente. Pentru a sublinia "adevăratul lor fundamentalism", ei au fost numiți superconstanți universali [2]. Superconstantele universale provin din proprietățile unui vid fizic [2 - 12].
Suprastructuri dimensionale hu. lu. tu determină proprietățile fizice ale vidului și sunt constante ale stării fundamentale a materiei [3 - 8]. Superconstații π și # 945; determină proprietățile geometrice ale spațiului-timp. Suma geometrică (π. # 945; ) și fizice (hu, lu, tu) este o bază ontologică a constantelor fizice fundamentale (figura 1).
Figura 1 Baza ontologică a constantelor fizice fundamentale.
Grupul format din cinci superconstants primare [2,8], a identificat o caracteristică esențială a gravitațională constantă G. Sa constatat că această constantă este o tavnoy constantă și wc conține h constanta Planck, viteza luminii c, constanta structurii fine # 945; și alte constante. Astfel, constanta gravitațională a lui Newton este dependentă funcțional de alte constante fundamentale. În particular, una dintre dependențele funcționale este următoarea: G = f (h, c, R∞. # 945;. π). Studiile ulterioare au arătat că G constantă, ca și alte constante fundamentale, poate fi exprimată cel mai simplu prin intermediul unui singur grup de constante - superconstante universale [2-9]:
Astfel, abordarea lui A. Poincaré este confirmată, conform căreia se susține adiționalitatea fizicii și a geometriei [13]. Conform acestei abordări, în experimentele reale observăm întotdeauna o anumită "sumă" a fizicii și geometriei. Aceasta înseamnă că valorile măsurate experimental ale constantelor fizice ar trebui să conțină și "ceva din fizică" și "ceva din geometrie". După cum se arată în [2 ± 8], superconstanțele universale sunt componente ale celor mai importante constante fizice. "Ceva din fizică" și "ceva din geometrie" poartă pur și simplu aceste componente (superconstanțele universale) cu compoziția lor de superconstante geometrice și fizice.
3. FORMULE ECHIVALENTE PENTRU CALCULAREA CONSTANȚELOR G.
Din aceste formule este clar că G constantă este exprimată prin intermediul altor constante fundamentale prin relații foarte compacte și simple. Toate formulele pentru constanta gravitationala pastreaza coerenta. Printre constantele cu care este reprezentata constanta gravitationala, se folosesc astfel de constante: hantul fundamental quantum, viteza luminii c. structura fină constantă # 945; , constanta Planck h. numărul π, metrica fundamentală a spațiului-timp (lu, tu). masa elementară eu, încărcătura elementară e, număr cosmologic mare Do unități [2, 14], Planck de lungime lpl. din masa mpl. tpl timp. Aceasta indică o esență unificată a electromagnetismului și gravitației și existența unei singure baze fundamentale pentru toate constantele fizice. Același lucru este confirmat de cele cinci formule suplimentare prezentate mai jos.
Folosind constantele h, c, R∞. # 945; π, obținem următoarea formulă:
G = c3 # 945; 5/8 ω R∞ 2 D 0
Folosind constantele hu. C, # 945;. MPL. etaj, învățăm următoarea formulă:
Folosind constantele lu, magnetonul Bohr # 956; B, eu, # 945;. π, se obține următoarea formulă:
Folosind constantele lu, constanta Hubble H, tu. hu, # 945; obținem următoarea formulă:
Toate cele 15 formule sunt echivalente. Observăm că fiecare dintre cele 14 formule admite o reducere a formulei:
Astfel, formulele arată că constanta gravitațională G nu este independentă. Este conectat cu cele mai importante constante fundamentale.
4. VALORILE EXPERIMENTALE ALE CONSTANTULUI G.
Valoarea lui G a fost determinată mai întâi de către fizicianul englez G. Cavendish în 1798 pe scări de torsiune prin măsurarea forței atractive între două bile. Valoarea obținută de G. Cavendish:
G = 6,740 (50) • 10-11 m 3 kg-1 s -2.
În anii următori, măsurătorile constantei gravitaționale au continuat. În 1982 G.Luther și W. Towler au obținut valoarea [20]:
G = 6,67260 (50) • 10-11 m 3 kg-1 s -2.
Valoarea constantei gravitaționale, recomandată de Comisie în 1986 privind constantele fizice fundamentale CODATA
G = 6,67259 (85) • 10-11 m 3 kg -1 s -2.
G = 6,67290 (50) • 10-11 m 3 kg -1 s -2.
G = 6,673 (10) • 10 -11 m 3 kg-1 s-2.
5. VALOARE NOUĂ CONVENȚIE G. CALCULATĂ.
Folosind formulele de mai sus, valoarea constantei gravitationale poate fi obtinuta prin calcul. În același timp, precizia sa poate fi mărită cu mai multe zecimale și aproximată cu precizia constantelor electromagnetice. Toate formulele de mai sus dau o nouă valoare a constantei G. care este de patru ordine de mărime (!) Mai mare decât valoarea acceptată pentru ziua de azi. Naibol valoarea exactă a constantei gravitaționale poate fi obținută prin utilizarea următoarelor constante fizice: viteza luminii în vid c. Constanta lui Planck h. constantă R∞ Rydberg, structura fină constantă # 945; , numărul π. Aceeași valoare exactă a constantei gravitaționale este obținută prin utilizarea superconstanțelor universale (hu, lu, tu. # 945;. π). Noua valoare a constantei G conține 9 cifre [2]:
Astfel, peste 200 de ani de existență, constanța gravitațională a trecut prin mai multe etape, în care semnificația sa a fost considerată diferită:
Valoarea constantei gravitaționale, obținută prin calculul formulelor de mai sus, sa dovedit a fi cea mai precisă.
6. COMPARAREA VALORILOR CALCULATE ALE CONSTANTULUI G
Toate cele 15 formule date dau practic aceleași valori ale constantei gravitaționale. Abaterile sunt foarte ușoare și sunt observate în semnalele a șaptea până la al nouălea, datorită acurateței diferite a acelor constante, prin care constanta gravitațională G.
De îndată ce va duce la mărirea precizie valorile recomandate ale constantelor pot fi chiar mai mare precizie pentru a calcula valoarea de constante Gräv itatsionnoy G. Rețineți că este suficient să existe un valori mai precise ale celor două constante - h și # 945; [16].
Tabelul prezintă rezultatele experimentale [20] și valorile calculate ale constantei G. obținute în conformitate cu formulele de mai sus:
De către cine și când a fost primit
6,672,874 (11) • 10 -11 m 3 kg -1 s -2
13. Poincaré A. Știință și ipoteză. Poincaré A. Despre Science, M. 1983.
16. Kosinov N.V. Interconectarea globală a constantelor fizice fundamentale
Valorile calculate ale altor constante fundamentale pot fi găsite pe siturile: