Весы для измерения космологического роста массы вещества
Информация - Математика и статистика
Другие материалы по предмету Математика и статистика
?чины измеряемых масс. И сохраняют наивысшую точность настроек на интервалах времени в минуты - несколько суток.
06.10.1997. Сохранятся ли без изменений настройки сверхчувствительных весов в течение такого периода времени, за которое сможет накопиться достаточный прирост массы опытного образца вещества, чтобы этот прирост массы надежно регистрировался весами? А ведь за годы, десятилетия, столетия изменится и масса и элементный состав деталей самих весов, что неизбежно скажется на их чувствительности и настройке! Удастся ли предотвратить выпадение на детали механизма весов и на опытный образец вещества даже единичных мельчайших пылинок и мельчайших насекомых, продуктов жизнедеятельности насекомых, грызунов, растений, бактерий и грибков? Защититься от переноса частичек вещества опытного образца на манипулятор, которым перемещают его, и/или на чашу весов, постамент хранения и наоборот частичек вещества манипулятора, чаши весов, постамента, стенок камеры на опытный образец?
Как улавливать все летучие элементы, рождающиеся в опытном образце вещества и изолироваться от летучих элементов, рождающихся в веществе весов, стенках камеры их хранения?
Коромысловые весы: тот стандартный груз - гиря, что используется в них, вырастет в массе за год на 1,5*10^-10 от исходной массы, но и испытуемый образец вырастет на ту же величину. И Земля увеличится в массе на такую же относительную величину и будет с пропорционально равной силой притягивать как гирю, так и измеряемый груз! Следовательно, такие весы не зафиксируют никаких изменений в массе измеряемого груза, гири, Земли - коромысловые весы останутся в равновесии! Изменение элементного состава и массы коромысел этих весов (с испарением образовавшихся летучих веществ), вероятно, могут привести к таким пропорциональным изменениям их длины и массы, которые также невозможно выявить в эксперименте
Пружинные весы, работающие на растяжении или сжатии рабочей пружины. - Кто может поручиться, что между измерениями, разделенными на многие месяцы и годы даже очень малые изменения элементного состава их деталей: - пружины, рычагов и станины, не внесут погрешности на тот же или больший порядок, что и ожидаемый относительный прирост массы опытного образца вещества? Не говоря уж о том, что сохранить сверхточную настройку этих весов, даже без учета космологических изменений их массы и элементного, изотопного состава, тоже задача исключительной сложности. В идеальном случае, при сохранении неизменными свойств упругости рабочей пружины и сверхточной настройки пружинных весов, мы получим удвоенное от ожидаемого относительное приращение массы опытного образца вещества. Это прирост массы самого опытного образца плюс прирост массы Земли приведут к удвоению от ожидаемой силы их дополнительного взаимного притяжения! Что с очевидностью следует из общеизвестной формулы силы гравитационного взаимодействия между двумя массами.
Аналог пружинных весов - пьезоэлементные весы (где вместо пружины используется пьезоэлемент, работающий на сжатии или изгибе под действием веса измеряемого груза). Здесь тоже трудно заранее предугадать какие могут быть последствия для точности, настройки, калибровки таких весов от космологических изменений элементного и изотопного состава и прироста массы рабочего пьезоэлемента.
Отсюда следует, что измерить столь малый прирост массы, при пропорциональном росте массы рабочих частей весов-массомеров, гирь, опытных образцов вещества, самой Земли, представляет чрезвычайно сложную задачу! Как же все же преодолеть эту трудность?
Гирь с абсолютно неизменяемой массой невозможно изготовить или найти в готовом виде в природе! Разве что сами атомы могут иметь достаточно стабильную массу. Тогда необходимо в качестве гири использовать строго определенное количество атомов конкретного изотопа конкретного элемента. Но как получить абсолютно элементно и изотопно чистый образец вещества, содержащий строго конкретное количество атомов конкретного изотопа конкретного элемента? И чтобы в этом образце за время его использования в качестве гири не было ни прироста, ни убыли даже на один нуклон, ни превращения ни одного ядра атома ни в другой изотоп, ни в другой элемент? Как защитить механизм весов и опытный образец вещества от попадания на них даже мельчайших единичных пылинок, мельчайших насекомых? Как защитить этот образец от внедрения в ядра его атомов нейтронов, гамма-квантов и других материальных частиц, которых всегда множество проносится во всех направлениях пространства?
Опытный образец вещества, вероятно, должен иметь массу , приблизительно, от 50 граммов до нескольких сотен килограммов.
Требуется также учитывать световое давление, давление радиоволн от источников освещения, радио и телевизионных станций; термические и барометрические изменения длин рабочих частей весов и их деформации; деформации напряжений деталей весов, Учитывать и неравномерность (не строгую пропорциональность) изменения длины рабочей пружины весов под весом все новых и новых равновеликих масс и одной и той же гири и под весом витков самой пружины.
Если под грузом, скажем, 100 граммов, рабочая пружина изменяет свою длину на, скажем 6-60 см (при условии строгой пропорциональности ее растяжения под действием масс любой относительной величины в пределах калибровки весов), тогда изменение веса опытного образца на 1,5*10^-10 пружина изменит свою длину на 9*10^-10 - 9*10^-9 сантиметра, приблизительно, на одну миллиардную - одну стоми