Είναι η σταθερά «Stranger Things» γνωστή ως η σταθερά του Planck πραγματικά μια σταθερή;

Η σταθερά του Πλανκ είναι μια θεμελιώδης φυσική ποσότητα που επινοήθηκε από τον Μαξ Πλανκ. Αν και η τιμή του έχει υποστεί αρκετές αλλαγές, η ποσότητα είναι πράγματι σταθερή.

Ενώ η νέα σεζόν του Stranger Things του Netflix καταλαμβάνει τον κόσμο του OTT και σκορπίζει την κατάρα του Vecna ​​παντού, οι προηγούμενες σεζόν είχαν πολλές δικές τους πλοκές και ανατροπές που κόβουν τα νεύρα.

Μπροστά spoilers!

Stranger Things βασίζεται στο ταξίδι μιας ομάδας φίλων Hawkins High που κατοικεί στη μικρή πόλη του Hawkins, ταξιδεύοντας τους θεατές στο τρενάκι της φιλίας, της αγάπης και της επιβίωσης. Βρίσκονται στη μέση μιας εκπληκτικής ανακάλυψης μιας άλλης διάστασης, του «Upside Down», που κατοικεί ακριβώς κάτω από την πόλη τους, όταν πέφτουν πάνω σε ένα κορίτσι που ονομάζεται «Έντεκα» που έχει τηλεκινητικές δυνάμεις.

Η μάχη με τέρατα από την άλλη διάσταση και η διάσωση της αγαπημένης τους πόλης γίνεται βασικά η δουλειά τους!

Αν και όλες οι εποχές και τα επεισόδια είναι εντυπωσιακά, ένα συγκεκριμένο επεισόδιο της 3ης σεζόν εξακολουθεί να με απασχολεί, κυρίως λόγω των ενστίκτων μου στη Φυσική.

Το τελευταίο επεισόδιο βασίζεται στον αγώνα αυτών των νεαρών ηρώων που προσπαθούν να πολεμήσουν το Mind Flayer από το "Upside Down", ενώ οι κηδεμόνες τους Hopper και Joyce προσπαθούν να κλείσουν την πόρτα στο Upside Down που άνοιξαν οι Ρώσοι.

Εκεί έρχεται να σώσει η Constant του Planck. Ο μόνος τρόπος για να αποκτήσετε τα κλειδιά για να κλείσετε τη συσκευή που άνοιξε την πύλη ήταν ένας κωδικός, ο οποίος αποδείχθηκε ότι ήταν η τιμή της Constant του Planck.

Ο Ντάστιν, ένας από τους επιστημονικά προσανατολισμένους πρωταγωνιστές, δεν μπόρεσε να θυμηθεί την αληθινή αξία και αναζητά τη βοήθεια της φίλης του, Σούζι, η οποία απαγγέλλει την αξία της Constant του Planck ως 6.62607004 , και μπουμ! Η πόρτα είναι κλειστή, ο Χόκινς σώζεται και η Σούζι εμφανίζεται ως ο απροσδόκητος ήρωας.

Μπορείτε να παρακολουθήσετε το σύντομο απόσπασμα από το επεισόδιο εδώ:

Ωστόσο, το πρόβλημα εδώ είναι ότι η αξία της Constant του Planck που η Suzie δίνει στον Dustin ήταν αληθινή... το έτος 2014. Δεδομένου ότι η παράσταση διαδραματίζεται στη δεκαετία του 1980 και αυτό το συγκεκριμένο γεγονός έλαβε χώρα το 1985, η πραγματική αξία της Constant του Planck το σημείο θα έπρεπε να ήταν 6.626176 .

Αυτή η τιμή της Constant του Planck φαίνεται ακατάλληλη για το χρονικό πλαίσιο στο οποίο διαδραματίζεται αυτή η σκηνή. Ήταν ένα ακούσιο λάθος ή υπάρχει κάτι περισσότερο σε αυτό; (Πίστωση:Screenshot/Netflix)

Λοιπόν, πώς ήξερε η Suzie τη μελλοντική αξία αυτής της σταθεράς; Ήταν αυτό ένα ακούσιο λάθος του συγγραφέα;

Υπάρχουν μερικές θεωρίες σχετικά με αυτήν την επιλογή γραφής, αλλά σε αυτό το άρθρο, μας απασχολεί περισσότερο η Constant του Planck και γιατί έχει αλλάξει η αξία της.

Τι είναι η σταθερά του Planck;

Η σταθερά του Πλανκ, που πήρε το όνομά του από τον Γερμανό Φυσικό Δρ. Μαξ Πλανκ, είναι ένα θεμελιώδες φυσικό μέγεθος που παίζει καθοριστικό ρόλο στην κβαντική μηχανική. Ο Πλανκ κέρδισε το Βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1918 για την επινόηση αυτής της ποσότητας.

Η σταθερά του Planck ορίζεται ως η ποσότητα ενέργειας ενός μόνο φωτονίου (ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία), σύμφωνα με τη συχνότητα του αντίστοιχου κύματος.

Αντιπροσωπεύεται από «h και μετριέται σε Joules-second σε μονάδες S.I. και ηλεκτρονίων Volts-second στο σύστημα M.K.S.

Ο Μαξ Πλανκ πιστώνεται με την ανακάλυψη της σταθεράς του Πλανκ, η οποία διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στην κβαντομηχανική (Φωτογραφία:Wikimedia Commons)

Απλώς συσχετίζει την ενέργεια του φωτονίου με την αντίστοιχη συχνότητά του. Αυτή η τιμή είναι κρίσιμη για τη μέτρηση και την κατανόηση της κβαντομηχανικής συμπεριφοράς και των επιπτώσεων που συμβαίνουν σε μικροσκοπικό επίπεδο.

Η ενέργεια ενός σωματιδίου (π.χ. ενός φωτονίου) μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας τη σταθερά του Planck,

E =h f

όπου f είναι η συχνότητα του κύματος του

Μια άλλη συνήθως χρησιμοποιούμενη εκδοχή της σταθεράς του Planck ονομάζεται h-bar (ℏ ). Αντιπροσωπεύει την κβαντοποίηση της γωνιακής ορμής.

ℏ=h/2π

Από την εποχή που επινοήθηκε, η αξία της Constant του Planck ήταν ένα θέμα εκτεταμένου καταιγισμού ιδεών και συζητήσεων για τους Φυσικούς.

Πώς υπολογίζεται;

Αρχικά, ο Planck χρησιμοποίησε τη μέθοδο της δοκιμής και του λάθους για να βρει την τιμή της Constant του Planck. εργαζόταν στον νόμο της ακτινοβολίας του μαύρου σώματος και υπέθετε ότι οι ατομικές δονήσεις είναι κβαντισμένες.

Με τις εξελίξεις στη Φυσική, οι επιστήμονες άρχισαν να χρησιμοποιούν τη μέθοδο της ισορροπίας Kibble και τη μέθοδο της πυκνότητας κρυστάλλων ακτίνων Χ (XRCD). Κάθε φορά που παρουσιάζεται μια τιμή από κάποιον, οι πειραματιστές και οι φυσικοί προσπαθούν να βρουν μια ακόμη πιο ακριβή τιμή, γι' αυτό και αυτή η "σταθερά" δεν παρέμεινε ποτέ σταθερή με την κυριολεκτική έννοια.

Είναι όντως η σταθερά του Planck σταθερά;

Η σταθερά του Πλανκ είναι πράγματι μια σταθερά, αφού είναι ένα θεμελιώδες χαρακτηριστικό του Σύμπαντος. Η μόνη ασάφεια που δημιουργείται στην τιμή του οφείλεται στις μεθόδους πειραματικών μετρήσεων που χρησιμοποιήσαμε.

Οι αλλαγές στην αξία του έχουν συμβεί λόγω της ακόρεστης παρόρμησης της επιστημονικής κοινότητας να προτείνει όλο και πιο ακριβείς αξίες. Το 1985, η αποδεκτή τιμή της Constant του Planck ήταν h =6,626176 x 10-34 Joule-second .

Σήμερα, ωστόσο, χάρη σε πιο εξελιγμένα μέσα, η επί του παρόντος αποδεκτή και υιοθετημένη αξία από το Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι h = 6,62607015 x 10-34 Joule-second . Αυτή η τιμή υπόκειται επίσης σε αλλαγές, εάν εφευρεθεί μια καλύτερη μέθοδος μέτρησης στο μέλλον!

Το Planck's Constant παίζει σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών της ακτινοβολίας μαύρου σώματος (Φωτογραφία:RAGMA IMAGES/Shutterstock)

Επομένως, δεδομένου ότι η ίδια η σταθερά του Planck είναι μια «σταθερά της φύσης», η τιμή της υπόκειται σε αλλαγές με την πάροδο του χρόνου, αλλά μόνο λόγω ολοένα και πιο ακριβών μετρήσεων.

Η σημασία του είναι τεράστια

Η σταθερά του Πλανκ κατέχει μια κρίσιμη θέση σε διάφορους τύπους που έχουν φέρει επανάσταση στο βασίλειο της Φυσικής.

Αυτή η εξίσωση απεικονίζει την Αρχή της Αβεβαιότητας του Heisenberg μεταξύ θέσης και ορμής (Photo Credit :zizou7/Shutterstock)

Η Αρχή της Αβεβαιότητας του Heisenberg είναι μια σημαντική έννοια στον τομέα της Κβαντικής Μηχανικής, δηλώνοντας ότι είναι αδύνατο να μετρηθεί ένα συγκεκριμένο σύνολο μεγεθών ταυτόχρονα με ακρίβεια. Η εξίσωση de Broglie, από την άλλη πλευρά, καθιερώνει τη σχέση μεταξύ της διπλής φύσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων συνδέοντας το χαρακτηριστικό κύματος λ με το χαρακτηριστικό σωματιδίου, γραμμική ορμή (p=mv).

Αυτή η εξίσωση απεικονίζει τη σχέση de Broglie, η οποία καθιερώνει τη σχέση μεταξύ κυματικής και σωματιδιακής φύσης. (Φωτογραφία :zizou7/Shutterstock)

Διέπει την κατανόησή μας για τον κβαντομηχανικό κόσμο, επειδή η ίδια η ανακάλυψή του βασίστηκε στην υπόθεση ότι η ενέργεια είναι κβαντισμένη (δηλαδή, αποτελείται από μικρά διακριτά πακέτα).

Μια τελευταία λέξη

Η άγνοια είναι ευδαιμονία, η οποία λειτούργησε για τους συγγραφείς του Stranger Things . Το μεγαλύτερο μέρος του κοινού που παρακολουθεί δεν γνωρίζει τις έννοιες πίσω από την Constant του Planck, επομένως δεν θα αμφισβητήσει την ελαφρά ανακρίβεια της τιμής.

Τώρα όμως ξέρεις! Προχωρήστε λοιπόν και υποβάλετε τις δικές σας θεωρίες σχετικά με αυτό. Θα μπορούσε να είναι μια αναφορά στο ταξίδι στο χρόνο στο μέλλον ή κάτι άλλο εντελώς; Ποιος ξέρει σίγουρα… ίσως το μάθουμε στην 5η σεζόν!