Новые формулы для вычисления планковских единиц

Аннотация

Показано, что планковские единицы могут быть определены не только по формулам: m_pl=(ћc/G)^1/2, t_pl=(Gћ/c⁵)^1/2, l_pl=(Gћ/c³)^1/2. Найдены новые формулы для вычисления планковских единиц. Из формул следует, что константы l_pl, t_pl, m_pl могут быть определены не только с помощью констант G, h, c, но и с применением других фундаментальных физических и космологических констант. В формулы входят универсальные суперконстанты h_u, l_u, t_u, α, π [1,2,3]. Каждая группа формул дает практически одинаковые значения соответствующей константы. Отклонения очень незначительные и наблюдаются в седьмом-восьмом знаках, что связано с различной точностью тех констант, посредством которых представлены планковские единицы. Наиболее точные значения констант, которые следуют из полученных формул, равны:

l_pl=1,616081387(45)•10^-35 m

t_pl=5,39066725(15)•10^-44 s

m_pl=2,17666773(22)•10^-8 kg.

Новые значения констант на несколько порядков точнее значений, рекомендованных CODATA 1998.

1. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПЛАНКОВСКИХ ЕДИНИЦ

Большинство физических констант не поддаются прямому измерению, поэтому их значения определяются косвенно из соотношений, связывающих их с другими константами. Это относится и к планковским константам. После открытия константы h М.Планк, на основе трех констант G, h, c, получил единицы размерности килограмм, метр, секунда. Это планковская длина, планковское время и планковская масса. Формулы для планковских единиц имеют вид:

l_pl=(Gћ/c³)^1/2,

t_pl=(Gћ/c⁵)^1/2,

m_pl=(ћc/G)^1/2.

С учетом того, что значение постоянной h, которое получил М.Планк, равнялось величине h=6,55x10^-34 Дж•с [15], а значение G в тот период (с 1892 г.) считалось равным 6,658х10^-11 Н м² кг^-2 [16], можно предположить, что формулы позволяли получать такие значения планковских единиц:

l_pl~1,61•10^-35 m

t_pl~5,35•10^-44 s

m_pl~2,16•10^-8 kg

Значения планковских единиц постоянно уточнялись. В 1986 году CODATA предложил наиболее рекордные по точности значения:

l_pl=1,61605(10)•10^-35 m

t_pl=5,39056(34)•10^-44 s

m_pl=2,17671(14)•10^-8 kg

Современные значения планковских единиц, рекомендованные CODATA 1998, имеют меньшую точность и считаются равными:

l_pl=1,6160(12)•10^-35 m

t_pl=5,3906(40)•10^-44 s

m_pl=2,1767(16)•10^-8 kg

Современные значения этих констант значительно уступает по точности другим фундаментальным физическим константам. Ограничение на точность определения планковских единиц накладывала гравитационная константа G. Поскольку с планковскими единицами связывают надежды на создание новой квантовой теории, то важно знать, к каким объектам реального мира они относятся. Недостаточная точность, с которой известны значения этих констант, заставляет искать новые альтернативные способы определения планковских единиц, в том числе путем выявления взаимосвязи этих констант с другими фундаментальными физическими константами и космологическими константами. Автором предпринята попытка [2,5] выяснить, существует ли взаимосвязь планковских единиц с другими фундаментальными физическими константами? В результате установлено, что константы l_pl, t_pl, m_pl можно определить не только с помощью констант G, c, h по формулам l_pl=(Gћ/c³)^1/2, t_pl=(Gћ/c⁵)^1/2, m_pl=(ћc/G)^1/2. Существуют и другие формулы для их вычисления. Такую особенность планковских единиц позволила выявить группа универсальных суперконстант h_u, l_u, t_u, α, π [1,2,3,6]. С использованием универсальных суперконстант h_u, l_u, t_u, α, π получены новые математические формулы для вычисления констант l_pl, t_pl, m_pl. Ниже приведены три группы новых формул для вычисления планковских констант. Некоторые из этих формул ранее были опубликованы в [2,5,7].

12 формул для вычисления планковской длины имеют вид:

l_pl=(l_u²/D_o α)^1/2

l_pl=(2l_u³H₀/c)^1/2

l_pl=(Gt_u²m_e/l_uα)^1/2

l_pl=(Gh_u/c³α)^1/2

l_pl=(α⁵/16π²R_∞²D_o)^1/2

l_pl=(t_u³h_uG/l_u³α)^1/2

l_pl=(l_uE_eG/c⁴α)^1/2

l_pl=(l_um_e²G/E_eα)^1/2

l_pl=(e²G/c²10⁷α)^1/2

l_pl=(l_uαm_e²G/E_h)^1/2

l_pl=(Gt_u²M_U/D₀²l_uα)^1/2

l_pl=(e²GR_K/2πc³)^1/2

12 формул для вычисления планковского времени имеют вид:

t_pl=(t_u²/D_o α)^1/2

t_pl=(2t_u³H₀)^1/2

t_pl=(Gt_um_e/c³α)^1/2

t_pl=(Gh_u/c⁵α)^1/2

t_pl=(α⁵/c²16π²R_∞²D_o)^1/2

t_pl=(t_u⁵h_uG/l_u⁵α)^1/2

t_pl=(l_uE_eG/c⁶α)^1/2

t_pl=(l_um_e²G/c²E_eα)^1/2

t_pl=(e²G/c⁴10⁷α)^1/2

t_pl=(l_uαm_e²G/c²E_h)^1/2

t_pl=(Gt_u⁴ M_U/D₀²l_u³α)^1/2

t_pl=(e²GR_K/2πc⁵)^1/2

10 формул для вычисления планковской массы имеют вид:

m_pl=h_ut_u(D_o/α)^1/2/l_u²

m_pl =m_eD_o(t_u•2 H₀)^1/2

m_pl=m_e (D_o/α)^1/2

m_pl=(c²l_u/G) (1/D_oα)^1/2

m_pl=(E_el_u/Gα)^1/2

m_pl=(2μ_B/l_u) (α•10^-7/G)^1/2

m_pl=(2h_ul_uD_oH₀/G)^1/2

m_pl=(2H₀cl_u²/G) (αD₀)^1/2

m_pl=(M_U²/D_o³α)^1/2

m_pl=(E_e α²/4πR_∞G)^1/2

Из приведенных формул видно, что константы l_pl, t_pl, m_pl выражаются с помощью других фундаментальных констант компактными соотношениями. В числе констант, с помощью которых представлены эти постоянные, использованы такие константы: фундаментальный квант h_u, скорость света c, постоянная тонкой структуры α, гравитационная константа G, число π, фундаментальная метрика пространства-времени (l_u, t_u), элементарная масса m_e, большое космологическое число D_o [5,6], константа Ридберга R_∞, магнетон Бора μ_B, постоянная Хаббла H₀, энергия покоя электрона E_e , масса Метагалактики M_U, элементарный заряд e, энергия Хартри E_h, константа фон Клитцинга R_K.

Похожие работы

Новая проблема фундаментальной физики

Скачать

19996

1

1

... . Точность констант G, mpl, lpl, tpl, H удалось “подтянуть” до уровня точности констант h, Фо, e, μB, me [3-6]. 8. Заключение На примере проблемы фундаментальных физических констант показано, что само понятие фундаментальности в физике носит больше методологический, чем онтологический характер. Такая удаленность понятия фундаментальности от онтологического содержания не способствует поиску ...

Новые фундаментальные физические константы

Скачать

30589

0

1

... от фундаментального единства сил инерции, гравитации и электромагнетизма. Это единство сил удалось установить на основе выявленного фундаментального единства физических констант и найденных новых физических постоянных. 7. Выводы Получены новые фундаментальные физические константы hu, Gu, Ru, tu, lu, относящиеся к физическому вакууму. Выявлена группа констант, которым определен специал

Как вселенная связана с электроном

Скачать

12764

0

4

... к постоянной ХабблаH0 и их произведение, позволяет легко получить новые формулы для вычисления значения каждой константы GиH0. Константы электрона связаны и с другими комбинациями констант, относящихся к Вселенной. Так, например, масса Метагалактики MUсовместно с константамиGи H0 выражаются посредством констант электрона в виде [6]: Выявленная взаимосвязь характеристик Метагалактики с ...

Новое о гравитационном константе G

Скачать

17288

1

2

... лов получили значение: G=6,67290(50)• 10-11 m3kg-1s-2 . Современное значение константы G, рекомендованное CODATA 1998 [1]: G=6,673(10)• 10-11 m3kg-1s-2 .   5. НОВОЕ ЗНАЧЕНИЕ КОНСТАНТЫ G, ПОЛУЧЕННОЕ РАСЧЕТОМ. Рекомендованное значение гравитационной константы претерпело такую метаморфозу: сначала CODATA 1986 предложил более точное значение, затем CODATA 1998 рекомендует менее точное значение. ...