Ze stałych uniwersalnych: G, c, h (G – stała grawitacji,
c – prędkość światła, h – stała Plancka) utworzyć można wyrażenia (stałe),
mianowane jednostkami długości i masy. Oto one:
Można też utworzyć wielkość o jednostce czasu. Wystarczy
podzielić ˜Lq przez c:
Tę wielkość uważam za mniej istotną, mniej zasadniczą w
sensie przyrodoznawczym. Po prostu jest wielkościa wtórną i rzadziej zachodzić
będzie potrzeba stosowania jej. Poza tym, nie można czasu traktować na równi z
wielkościami stanowiącymi parametry bytów materialnych.
Wielkości te
wprowadził jako „jednostki naturalne” Max Planck już w roku 1899. Tych
naturalnych jednotek jest sporo, tak, jak sporo jest różnorakich wielkości
fizycznych. My skoncentrujemy się w zasadzie na dwóch najbardziej podstawowych,
przedstawionych powyżej. Nie ma potrzeby rozważanie innych w związku z
określoną treścią tej pracy. Markow (1966) nazwał je maksymonami. Dziś
wielkości te nazywane są odpowiednio: długoscią Plancka, masą Plancka, czasem
Plancka i tak dalej. W poprzedniej serii wspomniałem
też o sile Plancka. Maksymonem nazwę dalej coś innego.
Uzasadnieniem dla tej nazwy są wartości
liczbowe tych nowych stałych, wyznaczające, być może,
granicę stosowalności dzisiejszej fizyki. Fizyka współczesna nie jest bowiem w
stanie opisać rzeczywistości w skalach przekraczających granice wyznaczone
przez wartości tych wielkości. Tak się powszechnie je
interpretuje (bądź traktuje jak niewinną zabawę wzorkalmi, zabawę bez jakichś
fizykalnych odniesień. Nieśmiałe próby w
tym kierunku spaliły na panewce. Przypuszczam, że wiem dlaczego, ale nie
uprzedzajmy faktów.
„Maksymony” wymienione wyżej otrzymały nazwę maksymonów kwantowych, gdyż
we wzorach definiujących je występuje stała Plancka (stąd indeks q). Oto ich
wartości liczbowe:
Wielkość ˜Lq , czyli długość Plancka, zgodnie z interpretacją przyjętą dziś,
jest długością graniczną. Odległości mniejszych fizyka współczesna nie jest w
stanie rozważać. Odległości mniejszych nie można powiązać z żadnym bytem
fizycznym. Długość (odległość) tę znaleźć można w teorii superstrun. Zagadkowa
jest masa Plancka. Jest ona ogromna w porównaniu z masami nawet najbardziej
masywnych cząstek (zamiast być, zgodnie z oczekiwaniami, znacznie od nich
mniejsza). Masa Plancka nie jest więc
wielkością graniczną. Jak się przekonamy, nie umniejsza to jej znaczenia. Z
tego powodu gęstość Plancka, jak się za moment okaże, jest bardzo wielka.
Otrzymamy ją oczywiście dzieląc masę Plancka przez objętość… czego? Sześcianu? A może kuli? Przyjmijmy, że
słuszniejsze będzie bazowanie na symetrii, w miarę możliwości najdoskonalszej,
na symetrii sferycznej, by nie istniały kierunki wyróżnione, by odległość była
wielkością jednoznaczną. Wszak, po cichu, zakładamy izotropowość przestrzeni.
Przyjmijmy więc, że długość Plancka jest średnicą kuli, której objętość posłuży
nam do wyznaczenia gęstości. Otrzymujemy zatem:
Cóż to za ogromna liczba! To
zupełnie nie nasz świat.
Można też utworzyć wielkości graniczne „klasyczne”.
Właśnie one
przyjmą tu nazwę maksymonów. Wyrażenia,
które je definiują nie zawierają stałej Plancka, a zamiast niej występuje
ładunek elementarny. Oto one:
Jak widać, we wzorach tych ładunek elementarny wyrażamy w
jednostkach układu CGSES (Układ elektrostatyczny CGS (centymetr, gram,
sekunda)), gdzie k = 1, oraz:
Dzięki temu wzory definiujące mają bardzo prostą postać.
Oto wartości liczbowe tych stałych:
W związku z
tym, że pole elektromagnetyczne uważam za wtórne w stosunku do pola
grawitacyjnego, dalej maksymonów (klasycznych) nie będę rozważał. Inna sprawa,
że istnienie ich, w szczególności ich paramtery, może trochę niepokoić w
związku z ustaleniami, do jakich dojdę bazując wyłącznie na kwantowych
wielkościach granicznych. Chodzi o sens fizyczny. Spróbujmy wstępnie spojrzeć
na tę rzecz. W tym celu przepiszmy wzór na masę graniczną (5):
Podnieśmy go stronami do kwadratu, następnie pomnóżmy
stronami przez G i podzielmy przez kwadrat odległości. Otrzymamy wówczas:
Lewa strona tego równania jest newtonowską
siłą grawitacyjną, a prawa strona siłą coulombowską. Mamy więc sens fizyczny
masy ˜Mc . Otóż równa jest ona masie punktu
materialnego, który z identycznym sobie oddziaływuje grawitacyjnie z siłą równą
sile coulombowskiej oddziaływania wzajemnego cząstek o ładunku elementarnym, z
tej samej odległości. Może to jakiś trop w kierunku unifikacji
elektromagnetyzmu i grawitacji? Chyba na rozstrzygnięcie sprawy dziś stanowczo
za wcześnie. Myślę, że na razie na tym możemy poprzestać.
Na początku czcionka powinna być tej samej wielkości. Nie udało mi się wyedytować.
OdpowiedzUsuńWe wzorze (4) powinno być h przekreślone
OdpowiedzUsuń