Eine physische Konstante ist eine physische Menge, die, wie man allgemein glaubt, in der Natur sowohl universal als auch rechtzeitig unveränderlich ist. Ihm kann mit einer mathematischen Konstante gegenübergestellt werden, die ein fester numerischer Wert ist, aber kein physisches Maß direkt einschließt.

Es gibt viele physische Konstanten in der Wissenschaft, etwas am weitesten anerkannt, die Geschwindigkeit des Lichtes im Vakuum c, dem unveränderlichen GravitationsG, dem unveränderlichen h von Planck, dem elektrischen unveränderlichen ε und der elementaren Anklage e seiend. Physische Konstanten können viele dimensionale Formen annehmen: Die Geschwindigkeit des Lichtes bedeutet eine Höchstgeschwindigkeitsgrenze des Weltalls und wird dimensional als durch die Zeit geteilte Länge ausgedrückt; während die Feinstruktur unveränderlicher α, der die Kraft der elektromagnetischen Wechselwirkung charakterisiert, ohne Dimension ist.

Dimensionale und ohne Dimension physische Konstanten

Wohingegen die physische durch jede physische Konstante angezeigte Menge vom Einheitssystem nicht abhängt, das verwendet ist, um die Menge auszudrücken, hängen die numerischen Werte von dimensionful physischen Konstanten wirklich von der verwendeten Einheit ab. Deshalb sind diese numerischen Werte (solcher als 299,792,458 für die unveränderliche Geschwindigkeit des Lichtes c ausgedrückt in Einheiten von Metern pro Sekunde) nicht Werte, die, wie man erwarten kann, eine Theorie der Physik voraussagt.

Weil ihre Einheiten annullieren, hängen Verhältnisse ähnlich dimensionierter physischer Konstanten von Einheitssystemen auf diese Weise nicht ab, so sind sie reine ohne Dimension Zahlen, deren Werte eine zukünftige Theorie der Physik denkbar hoffen konnte vorauszusagen. Zusätzlich können alle Gleichungen, die Gesetze der Physik beschreiben, ohne dimensionale physische Konstanten über einen Prozess bekannt als nondimensionalisation ausgedrückt werden, aber die ohne Dimension Konstanten werden bleiben. So neigen theoretische Physiker dazu, diese ohne Dimension Mengen als grundsätzliche physische Konstanten zu betrachten.

Jedoch wird der Begriff grundsätzliche physische Konstante auch auf andere Weisen gebraucht. Zum Beispiel gebraucht das Nationale Institut für Standards und Technologie den Begriff, um sich auf jede universale physische Menge zu beziehen, die geglaubt ist, wie die Geschwindigkeit des Lichtes, c, und der unveränderliche GravitationsG unveränderlich zu sein.

Die Feinstruktur unveränderlicher α ist wahrscheinlich die am besten bekannte ohne Dimension grundsätzliche physische Konstante. Viele Versuche sind gemacht worden, seinen Wert (zurzeit gemessen an ungefähr 1/137.035999) aus der Theorie abzuleiten, aber bis jetzt ist niemand erfolgreich gewesen. Dasselbe hält für die ohne Dimension Verhältnisse von Massen von grundsätzlichen Partikeln (das am meisten offenbare ist M/M, etwa 1836.152672). Mit der Entwicklung der Quant-Chemie im 20. Jahrhundert, jedoch, wurde eine riesengroße Zahl vorher unerklärlicher ohne Dimension physischer Konstanten aus der Theorie erfolgreich geschätzt. Als solcher hoffen einige theoretische Physiker noch auf den fortlaufenden Fortschritt im Erklären der Werte anderer ohne Dimension physischer Konstanten.

Es ist bekannt, dass das Weltall sehr verschieden sein würde, wenn diese Konstanten von denjenigen bedeutsam verschiedene Werte nähmen, beobachten wir. Zum Beispiel würde einige Prozent-Änderung im Wert der unveränderlichen Feinstruktur genug sein, um Sterne wie unsere Sonne zu beseitigen. Das hat Versuche von anthropic Erklärungen der Werte von einigen der ohne Dimension grundsätzlichen physischen Konstanten veranlasst.

Wie unveränderlich sind die physischen Konstanten?

mit Paul Dirac 1937 beginnen, haben einige Wissenschaftler nachgesonnen, dass physische Konstanten wirklich im Verhältnis zum Alter des Weltalls abnehmen können. Wissenschaftliche Experimente haben irgendwelche bestimmten Beweise noch nicht genau festgestellt, dass das der Fall ist, obwohl sie obere Grenzen auf der maximalen möglichen Verhältnisänderung pro Jahr an sehr kleinen Beträgen (ungefähr 10 pro Jahr für die Feinstruktur unveränderlicher α und 10 für den unveränderlichen GravitationsG) gelegt haben.

Es wird zurzeit diskutiert, ob irgendwelche Änderungen in dimensionalen physischen Konstanten wie G, c, ħ, oder ε betrieblich bedeutungsvoll sind; jedoch wird eine genügend Änderung in einer ohne Dimension Konstante wie α allgemein abgestimmt, um etwas zu sein, was bestimmt bemerkt würde. Wenn ein Maß anzeigen würde, dass sich eine dimensionale physische Konstante geändert hatte, würde das das Ergebnis oder die Interpretation eines grundsätzlicheren ohne Dimension unveränderlichen Änderns sein, das die metrische Frontausbuchtung ist. Von:

Grundsatz von Anthropic

Einige Physiker haben den Begriff erforscht, dass, wenn die ohne Dimension physischen Konstanten genug verschiedene Werte hatten, unser Weltall so radikal verschieden sein würde, dass intelligentes Leben wahrscheinlich nicht erschienen wäre, und dass unser Weltall deshalb scheint, für das intelligente Leben fein abgestimmt zu werden. Der anthropic Grundsatz setzt eine logische Binsenwahrheit fest: Die Tatsache unserer Existenz als intelligente Wesen, die physische Konstanten messen können, verlangt, dass jene Konstanten solch sind, dass Wesen wie wir bestehen können. Es gibt eine Vielfalt von Interpretationen der Werte der Konstanten, einschließlich dieses eines Gottesschöpfers (ist die offenbare feine Einstimmung wirklich und absichtlich), oder dass unsere ein Weltall von vielen in einem Mehrvers (z.B die Vielweltinterpretation der Quant-Mechanik), oder sogar sind, dass ein Weltall ohne die Kapazität für bewusste Wesen nicht bestehen kann.

Tisch von universalen Konstanten

Tisch von elektromagnetischen Konstanten

Tisch von Atom- und Kernkonstanten

Tisch von physikochemischen Konstanten

Tisch von angenommenen Werten

Natürliche Einheiten

Mit der dimensionalen Analyse ist es möglich, dimensionale universale physische Konstanten zu verbinden, um ein System von Einheiten des Maßes zu definieren, das keine Verweisung auf jede menschliche Konstruktion hat. Abhängig von der Wahl und Einordnung von verwendeten Konstanten können die resultierenden natürlichen Einheiten nützliche physische Bedeutung haben. Zum Beispiel verwenden Einheiten von Planck, die unten gezeigt sind, c, G, ħ, ε und k auf solcher Art und Weise, um Einheiten abzuleiten, die für vereinigte Theorien wie Quant-Ernst wichtig sind.

Siehe auch

• Variablen, die allgemein in der Physik verwendet sind

Referenzen

Links

• Sechzig Symbole, Universität Nottinghams
• IUPAC - Gold bestellt vor