U životu svi imaju posebne brojeve: rođendan, telefonski broj, pin-kodove … Ali malo tko razmišlja o brojevima zajedničkim svima nama, našem planetu i cijelom Svemiru. Znanstvenicima je trebalo stotine godina da odrede temeljne konstante koje vladaju svijetom.
Ti su veliki brojevi sastavni dio našeg života, čak iako većina ljudi toga nije svjesna. Promijenite barem jedno od njih i svijet bi se srušio poput kuće od karata.
Razgovarajmo o nekoliko sjajnih konstanti i, naravno, njihovim pionirima.
Gravitaciona konstanta
G = 6.67384 X 10 ^ (? 11) m ^ 3s ^ (? 2) kg ^ (? 1)
Postoje legende oko otkrića zakona gravitacije Isaaca Newtona. Jedna od njih povezana je s padom jabuke na glavu mladog znanstvenika, koji se odmarao u voćnjaku s jabukama, razmišljajući o tajnama svemira.
Svejedno, Newtonu dugujemo hipotezu da postoji privlačnost između bilo koja dva materijalna tijela, čija je sila proporcionalna njihovoj masi, kao i kvadraturi udaljenosti između njih.
Promotivni video:
Ova velika jednadžba, počevši od 19. stoljeća, uključuje i gravitacijsku konstantu G koja je jednaka modulu gravitacijske sile tijela od dva kilograma na udaljenosti od jednog metra.
Upravo je ovaj jednostavan i elegantan zakon omogućio Newtonu da brzo donese zaključke za koje je Johannesu Kepleru trebalo višegodišnje neprekidno promatranje noćnog neba: orbita bilo kojeg planeta je elipsa, u jednom od žarišta koje je Sunce.
Ne vrijedi dugo boraviti na gravitacijskoj konstanti: uostalom, zahvaljujući njoj čvrsto stojimo na našem planetu, voda pada dolje i ne širi se u svemir, a sateliti lete u zemljinoj orbiti. I iako se ponekad netko želi riješiti gravitacije i slobodno letjeti između zvijezda, morate priznati da je gravitacija više dobra nego šteta.
Isaac Newton / Knellerov portret.
Brzina svjetlosti
c = 299 792 458 m / s
Izum vatrenog oružja u srednjem vijeku jasno je pokazao ograničenu brzinu zvuka: uostalom, bljesak na velikoj udaljenosti može se vidjeti prije nego što se čuje zvuk pucnja. Je li bilo logično pretpostaviti da je brzina svjetlosti? konačna vrijednost.
Prvi pokušaj eksperimentalnog određivanja brzine svjetlosti napravio je Galileo Galilei, koristeći teleskope i dvije osobe, paleći uzastopna svjetla na velikoj udaljenosti jedna od druge. Prvu grubu procjenu dao je Olaf Roemer 1676. godine, provodeći astronomska promatranja satelita Jupitera: 220.000.000 m / s. Rezultat je dovoljno blizak istinskom.
Galileo pokazuje teleskop venecijanskom dožu. Freska G. Bertinija.
U 19. stoljeću znanstvenici su već vrlo točno odredili ovu temeljnu konstantu. Albert Michelson i Edward Morley u svom poznatom eksperimentu uspjeli su pokazati da brzina svjetlosti ne ovisi o smjeru, što je Einsteina potaknulo na stvaranje teorije relativnosti.
Ispalo je da je brzina svjetlosti? krajnja je za fizička tijela. Samo se fotoni, čestice koje nemaju masu mirovanja, mogu kretati brzinom svjetlosti. Čak su se i nedavni eksperimenti, koji su navodno pokazali da su neutrini sposobni nadmašiti ovu univerzalnu konstantu, pogrešili.
Univerzalna konstanta plina
R = 8, 3144621 J (Mol? K)
Stoljećima su stotine istraživača proučavale ponašanje različitih plinova, prije svega zraka, s promjenama u volumenu, temperaturi i tlaku.
Robert Boyle je prvi put uspio odrediti omjer tlaka i volumena plina. Stoljeće kasnije, Jacques Charles i Joseph Gay-Lussac otkrili su zakone proporcionalne ovisnosti volumena i temperature pri konstantnom tlaku.
Rad istraživača doveo je do Dmitrija Mendeleeva i Benoita Clapeyrona, koji su otkrili jednadžbu stanja za idealan plin, jedan od najvećih zakona fizike. Univerzalna plinska konstanta uključena u nju definirana je kao rad ekspanzije jednog mola idealnog plina kada se temperatura povećava za jedan stupanj Kelvina pri konstantnom tlaku.
Apsolutna nula
T = = 273,15 ° C
Hranu relativno lako grijemo, ali je mnogo teže ohladiti je na potrebnu temperaturu bez pomoći prirode. Ali ljudi su uspjeli u tome, na primjer, uz pomoć hladnjaka.
Prvi koji je koristio širenje komprimiranog plina za postizanje niskih temperatura predložio je Michael Faraday. Koristeći ovaj princip, znanstvenici su uspjeli pretvoriti kisik, vodik, pa čak i helij u tekućinu u dvadesetom stoljeću.
Temperatura tekućeg helija gotovo doseže apsolutnu nulu. I već u drugoj polovici dvadesetog stoljeća, pomoću lasera, fizičari su uspjeli usporiti kretanje atoma, što bliže nuli.
Apsolutna nula, brojčano jednaka? 273,15 ° C, jednaka je granici za materijalna tijela kao i brzina svjetlosti. Ništa u stvarnom svijetu nije sposobno prijeći donju granicu te granice.
Apsolutna nula, brojčano jednaka? 273,15 ° C.
Avogadrov broj
N = 6.022 141 291023 mol ^ (? 1)
Periodna tablica sadrži više od stotinu kemijskih elemenata koji čine materijalni svijet. Svakom od njih odgovara vlastiti atom, a molekule su izgrađene od atoma, poput molekule vode H2O.
Ali koliko molekula vode postoji, na primjer, u žličici?
Talijanski kemičar Amadeo Avogadro postavio je to pitanje i, nakon što je obavio niz eksperimenata, ustanovio da se pri istoj temperaturi, tlaku i volumenu različiti plinovi i tekućine sastoje od istog broja molekula.
Avogadrov broj određen je brojem atoma sadržanih u 12 grama čistog ugljika-12 izotopa. Da li to također definira pojam molitve? količina tvari koja sadrži upravo toliko strukturnih elemenata: atoma, molekula, iona, elektrona i drugih čestica.
Vahagn Maloyan