¿Existe alguna teoría que explique los valores de todas las constantes físicas fundamentales?

Sí, pero no se sabe; eso no significa que no se pueda conocer.

Al discutir este tema fascinante, es esencial segregar primero las constantes en dos clasificaciones, las que no tienen dimensiones y las que tienen dimensiones.

Las constantes adimensionales son casi siempre el resultado de alguna relación, por ejemplo, la relación entre la masa de electrones y la masa de protones no tiene dimensiones; no existe una teoría esotérica profunda y profunda que explique la relación de las masas per se . El misterio es por qué la masa de electrones es 9.1 x 10 ^ -31 kgm y por qué los componentes subatómicos que forman el protón se combinan para formar una entidad estable con la masa de un protón. En algunos casos, sin embargo, no siempre es fácil ver qué dos cosas están involucradas en la creación de la constante adimensional. Tome la estructura fina de Summerfield constante ” alfa ” [aproximadamente 1/137]. Por qué alfa debería tener este valor enloqueció a Eddington. Para determinar qué dos cosas están involucradas en la formación de la relación ‘ alfa ‘ se requiere una teoría física del electrón (los interesados pueden encontrar interesantes las dos publicaciones de Amazon / Kindle “Fuerzas de campo a partir de los primeros principios” y “Cosmodinámica”).

Las constantes dimensionales se encuentran en una base diferente. De fundamental importancia para terminar este post, la constante ‘ c ‘ debe considerarse como la relación de cambio espacial dividido por el cambio temporal. En su tradición como “velocidad de la luz”, es simplemente una consecuencia de la permeabilidad y la permeabilidad espacial. Sin embargo, una vez que c se entiende en su sentido conceptual como relación espacio / tiempo, su inclusión común en muchos procesos físicos diferentes se puede apreciar según el siguiente párrafo:

Para determinar por qué las constantes dimensionales tienen valores particulares, se requiere una teoría. La teoría que predice el valor de la carga cuántica ” q ” del electrón, será diferente de la teoría que predice el valor de la constante gravitacional G. Si bien todas las teorías de la fuerza provienen de la energía, no existe una “talla única”. La constante gravitacional dependerá de factores globales (expansión espacial y densidad según las ecuaciones de Friedmann), pero en realidad su constancia es incorrecta. La constante eléctrica dependerá del momento angular h / 4 (pi). Las formulaciones que predicen las constantes G y q dependen de c ^ 2 . Aquí presentado, todas las relaciones físicas fundamentales se remontan a ‘ c ‘

FísicaFísica de partículasFísica teóricaPregunta de existenciaPrincipio antrópico

¿Cómo puede la antimateria aniquilar la materia?

¿Por qué se crean dos fotones, no dos rayos láser coherentes, en conversión descendente paramétrica espontánea?

En el nivel de interacción de partículas, ¿por qué sube el aire caliente y cae el aire frío? NB densidad no es una propiedad de partículas.

¿Richard Feynmann se tomó en serio la interpretación de la antimateria (materia de viaje en el tiempo hacia atrás)?

Mecánica cuántica: ¿es posible hacer un analizador de estado de campana no destructivo?

¿Cuál es el lagrangiano del modelo estándar?

No, y nunca lo habrá … aunque, a medida que nuestras teorías se vuelven más fundamentales, el número de constantes físicas puede disminuir.

Esto probablemente parece una afirmación demasiado audaz, pero escúchame.

Por lo que podemos decir, no habría absolutamente nada “malo” con un universo en el que algunas de las constantes fundamentales fueran ligeramente diferentes. No habría inconsistencias lógicas en tal teoría. Por lo tanto, si existen múltiples formas “válidas” para que funcione el Universo, los valores que tenemos no se pueden “explicar” realmente; cualquier teoría que diga “debe ser así” no puede funcionar , porque significaría que había algo “incorrecto” con los otros valores, y por lo que podemos decir, no lo hay.

Entonces, ¿qué fue eso de reducir el número de constantes fundamentales?

Considere, por un momento, el hecho de que generalmente usamos tres números para describir una ubicación en el espacio (p. Ej., Coordenadas “x”, “y” y “z”). Pero, ¿qué pasaría si de alguna manera pudiéramos descubrir que todos los puntos que necesitábamos describir se encuentran en la misma esfera? Entonces, solo habría dos “parámetros libres” para distinguir entre varios puntos válidos (por ejemplo, latitud y longitud en la esfera). Se podría decir que teníamos una teoría (“el punto debe estar en esta esfera”) que redujo el número de valores que debemos proporcionar para especificar el punto en cuestión.

Para un ejemplo algo más concreto: considere la relatividad especial y el electromagnetismo. Tenemos tres constantes fundamentales:

[matemáticas] c [/ matemáticas], el límite de velocidad universal que aparece en la relatividad.
[math] \ epsilon_0 [/ math], que controla la fuerza de las interacciones eléctricas.
[matemáticas] \ mu_0 [/ matemáticas], que controla la fuerza de las interacciones magnéticas.

Estos podrían haber sido valores independientes. Sin embargo, en el electromagnetismo, los teóricos notaron que debería ser posible crear ondas electromagnéticas . Estas ondas no perderían energía a medida que viajaban a través del vacío, y viajarían a una velocidad de

[matemáticas] v_ \ text {em} = \ frac {1} {\ sqrt {\ epsilon_0 \ mu_0}} [/ matemáticas].

Los experimentos confirmaron que la luz era un ejemplo de esta radiación electromagnética. Con nuestro conocimiento (mucho más tardío) de la Teoría del campo cuántico, sabemos que esto significa que los cuantos de luz (fotones) deben estar sin masa , lo que, sin el conocimiento (también posterior) de la relatividad especial, significa que deben viajar en [matemáticas ] c [/ matemáticas]. Poniendo todo esto junto, esto significa que

[matemáticas] c = \ frac {1} {\ sqrt {\ epsilon_0 \ mu_0}} [/ matemáticas],

lo que significa que solo dos de ellos son en realidad parámetros libres, con el tercero determinado por los dos primeros mediante restricciones teóricas.

Esta no es una descripción históricamente precisa de cómo surgieron estos descubrimientos, pero es un ejemplo de cómo tres constantes “fundamentales” pueden reducirse a dos.

Sin embargo, siempre habrá algo de libertad, creo; tener una teoría de la física que no tuviera constantes para medirse experimentalmente, significaría que toda la física podría haberse realizado sin ningún experimento, y creo que es muy poco probable.

Erik Anson

A partir de ahora solo existe el principio antrópico.

Eso dice que la única razón por la que estamos aquí para preguntarnos acerca de esas constantes es porque fueron las constantes las que permitieron que existiera nuestra forma de vida.

En otras palabras, no hay razón para pensar que los universos no podrían tener fácilmente propiedades muy diferentes, y si lo hiciéramos, no estaríamos aquí para notarlo.

Esto se basa tanto en el pensamiento filosófico como físico y no es muy satisfactorio.