Czy wszechświat jest elektryczny ?

 

We wszechświecie dostępnym naszym badaniom występują dwa rodzaje ładunków elektrycznych: ujemne i dodatnie.

Najmniejszym, swobodnym ładunkiem ujemnym jest ładunek elektryczny cząstki elementarnej o nazwie elektron. Nazywamy go ładunkiem elementarnym i według najnowszych pomiarów metodą Millikana wynosi on:

Q(e) = (1,60217733 +/- 0,00000049)*10E(-19) C.

Proton jest natomiast nośnikiem elementarnego ładunku elektrycznego o znaku dodatnim i wartości

Q(p) = +Q(e)

Każdy atom składający się z takiej samej liczby elektronów na powłokach atomowych, co protonów w jądrze – jest neutralny elektrycznie.

Równość bezwzględnych wartości ładunku elementarnego ujemnego i dodatniego jest założeniem fizyki, które opiera się na wynikach bardzo czułych doświadczeń, zrealizowanych różnymi metodami.

W roku 1959 dwaj astrofizycy R.A.Lyttleton i H.Bondi [1] wysunęli hipotezę ,iż rozszerzanie się Wszechświata może być wynikiem odpychania elektrycznego atomów spowodowanego niewielką różnicą wartości ładunku protonu i elektronu.

Przedstawili oni model Wszechświata sferycznego składającego się z atomów wodoru rozłożonych jednorodnie o stałej gęstości masy i ładunku.

Następnie założyli ,że ładunek dodatni elementarny jest większy od ujemnego o wartość r.

Czyli, zapiszę to

Q(p) = (1 + r)*Q(e)

Atom wodoru nie byłby wówczas neutralny elektrycznie , lecz naddatek dodatniego ładunku w tym atomie wynosiłby

+ r*Q(e)

Oczywiście ,dwa dowolne atomy wodoru działałyby na siebie siłą odpychającą o wartości

F(el) = [r^2 Q(e)^2] / 4*3,14*e(0)*d^2 ,

gdzie

e(0)-stała dielektryczna próżni

d- odległość między atomami

Z drugiej strony wiadomo, że te same dwa atomy wodoru przyciągają się grawitacyjnie z siłą

F(gr) = G*m^2 / d^2

gdzie

G- stała grawitacji

m- masa atomu wodoru

Obliczmy stosunek tych dwóch sił: elektrycznego odpychania [wynikającego z nierówności ładunków elementarnych dodatniego i ujemnego] i grawitacyjnego przyciągania dwóch dowolnych atomów wodoru

F(el) / F(gr)

Elementarne rachunki pokażą ,że stosunek ten wynosi

1,2 *10E36 * r^2

Będzie on równy jedności, gdy wartość r jest

r = o,9*10E(-18)

Wystarczy więc, by ładunek elementarny dodatni( protonu) różnił się od elementarnego ujemnego(elektronu)

o ok.10E(-18),

by siła odpychania elektrycznego między dwoma atomami wodoru była równa - co do wartości - sile grawitacyjnej ich wzajemnego przyciągania.

Lyttleton i Bondi założyli wartość różnicy ładunków protonu i elektronu

r = 2*10E(-18)

co pozwoliło im całkiem elegancko wyprowadzić prawo Hubble’a, czyli pokazać, że prędkość ekspansji Wszechświata jest proporcjonalna do odległości obiektu astronomicznego[galaktyki] od obserwatora ziemskiego.

Dlaczego jednak hipoteza kosmologiczna Lyttletona-Bondiego wylądowała w notatniku historii hipotez interesujących, lecz nie eksploatowanych?

Czyli w lamusie historii astrofizyki.

Z powodu fundamentalnego kryterium prawdziwości hipotez w fizyce jakim jest – doświadczenie, eksperyment pomiarowy.

Przeprowadzono kilkanaście eksperymentów wyznaczenia owej różnicy r pomiędzy ładunkami protonu i elektronu i to różnymi technikami.

GÓRNA GRANICA WARTOŚCI  r  WYNOSI 10E(-21) !

Czyli różni się o trzy rzędy od wartości zaproponowanej przez Lyttletona i Bondiego.

 

Na podstawie dany doświadczalnych można więc utrzymywać ,iż Wszechświat jest elektrycznie neutralny.

 

Taka symetria między-ładunkowa powinna prowadzi do jakiejś zasady zachowania [ według teorii Emily Noether o relacjach pomiędzy symetriami, a zasadami zachowania].Tylko zachowania czego? Jakiej tajemniczej wielkości?

Paradoksem jednak chwili obecnej w kosmologii, jest fakt powrotu do podejrzeń, czy rzeczywiście wszechświat poznawany jest elektrycznie obojętny.

 

Są próby detronizacji grawitacji, jako parametru decydującego o strukturze Wszechświata w obecnej fazie, lub jej sprowadzenia do sił natury elektrycznej.

 

Jednak rozliczne próby rozbudowania tensora krzywizny Einsteina o składowe pola elektromagnetycznego [plus wektory potencjał tego pola] chociaż są bardzo eleganckie i dowcipne , lecz równania do których prowadzą ,albo nie mają sensownych fizycznie rozwiązań, albo ich rozwiązania nie mają – z przyczyn nie technicznych – testów doświadczalnych.

 

W ostatnich kilku latach “coś” drgnęło w tej dziedzinie. Pojawiły się działania wysoce oryginalne, sygnalizujące zmianę paradygmatu myślenia fizykalnego.

Podejmowane są one w ramach niezwykłej wersji fizyki współczesnej tzw. wersji holograficznej, w której rozważa się zjawiska i prawa przyrody w rzucie [projekcji] na ekran informacyjny, dwuwymiarowy[ograniczenie Beckensteina].

Bliżej o szczegółach w kolejnych notatkach.

　

　

　

Literatura

[1] R.A.Lyttleton,H.Bondi,Proc.R.Soc.,A252,313,London,1959