Становятся ли атомы слабее? [дубликат]

Если Вселенная расширяется, то логично предположить, что промежутки между частицами увеличиваются. Если это так, то частицы, из которых состоят атомы, также затронуты. Означает ли это, что пространства между компонентами атома станут большими, чтобы удерживать субатомные силы? Становятся ли атомы слабее?

Ответы (4)

Любое влияние расширения Вселенной на атомы выше всяких экспериментальных надежд. В то время как пространство-время должно влиять на движение атомов (метрика присутствует во всех уравнениях), из-за задействованных констант эффект находится примерно на планковском масштабе, а само расширение уже имеет довольно низкую интенсивность. Следовательно, любой эффект потребует длительного времени, прежде чем его можно будет наблюдать. Просто находясь в одной комнате, вы влияете на атомы вокруг вас больше, чем на расширение Вселенной.

Хотя это не значит, что так было всегда или всегда будет. В самой ранней Вселенной было очень сильное гравитационное поле, и Большой Разрыв — это сценарий, в котором расширение растет с такой скоростью, что в конечном итоге оно затронет все масштабы.

Аргумент о том, что любой эффект будет порядка масштаба Планка, кажется ошибочным, поскольку для расширения Вселенной релевантной величиной является время Хаббла, которое не равно единице в натуральных единицах.
Верно, но важной величиной здесь является метрический тензор (или тетрада для уравнения Дирака), где масштабный множитель, насколько я помню, является функцией G среди прочего. Подключив уравнение Дирака, вы получите что-то, что, я думаю, будет зависеть от длины Планка для пертурбативного члена (сейчас не могу проверить, так как я в автобусе)
Наверняка длина Планка появится в ваших расчетах; я хочу сказать, что любая поправка, исходящая от расширения Вселенной, должна на самом деле зависеть от скорости расширения (и, возможно, от некоторых других космологических данных).

Чтобы понять числа, вот четыре известные нам силы, влияющие на всю материю:

сильный

электромагнитный

слабый

сила тяжести

Посмотрите на силу каждого взаимодействия.

Уравнения квантовой механики, которые определяют нуклоны/атомы/молекулы/твердые/жидкие/газовые фазы, включают в свои потенциалы силу, показанную в столбце выше. Сила гравитационной силы настолько мала, что не повлияет на решения в пределах возможности измерения. Связующие силы намного сильнее. Любое уменьшение гравитационной силы из-за расширения основной ткани неизмеримо, потому что расширение даже слабее, чем гравитация, даже галактики сохраняют свою форму:

Когда мы заходим в галактики, они не расширяются измеримо, скорость расширения приходится сравнивать с силой гравитационного взаимодействия. Расширение снова проигрывает, потому что в этих огромных массах гравитационное притяжение , хотя и очень слабое в атомном масштабе, гораздо сильнее, чем расширение подстилающего пространства, в пределах наших возможностей измерения. Расширение видно в движении скоплений галактик.

Расширение Вселенной связано с удалением галактик друг от друга. Нет общего увеличения расстояния между звездами внутри какой-либо одной галактики. В еще меньших масштабах вообще ничего не происходит, если говорить о космическом расширении. Это стандартный способ мышления в физике.

Если бы атомы изменялись со временем так, как это связано с космическим расширением, у нас были бы проблемы с определением единиц времени и расстояния. За последние пару десятилетий секунда определяется определенными колебаниями чистого цезия-133, а фундаментальная постоянная пространства-времени, скорость света, является установленным фиксированным числом. Если бы атомы сделали что-то странное, например, слегка замедлились за миллионы лет, как бы мы узнали? Таким образом, любые усилия по раскрытию новых новых явлений обычно концентрируются на чистых числах (без единиц измерения), таких как отношение масс электрона/протона и постоянная тонкой структуры.

Это постепенное изменение является чистой теоретической спекуляцией. До сих пор, если я что-то не упустил, опубликовано очень мало экспериментальных работ по наблюдению подобных явлений. (Я не сказал "никаких", а "очень мало"...)

Все во Вселенной имеет тенденцию быть более стабильным. Стабильность может быть достигнута либо за счет максимальной случайности, либо за счет меньшей энергии. Оба фактора носят независимый характер, преобладает тот, который оказывает большее влияние. В случае атомов электроны в атомах имеют меньшую энергию на более низких орбитах, электроны в более высоких оболочках имеют большую энергию. Таким образом, электроны будут с ним стабильны, не приобретая большей хаотичности (энтропии). Таким образом, вы можете не обнаружить увеличения расстояния между атомными компонентами. Так что атомы не станут слабее.