Кое е най-важното число и защо

Както са казали математиците от Де Ла Соул, три е магическото число. Но ако се вярва на физика Ричард Файнман, тази цифра е грешна с коефициент от около 400. Защото за Файнман „магическото число“ е около 1/137 – по-конкретно, 1/137,03599913.

Физиците го знаят като α (алфа) или константата на тънката структура. „То е мистерия откакто е открито“, пише Файнман в книгата си от 1985 г. QED: The Strange Theory of Light and Matter. „Всички добри теоретични физици са сложили това число в рамка на стената си и не спират да го мислят.“

То е едновременно невероятно мистериозно и невероятно важно: привидно произволно, безразмерно число, което обаче крие тайната на самия живот.

„То е мярка за силата на взаимодействието между заредените частици и електромагнитната сила“, обяснява професорът по астрофизика от SUNY Стоуни Брук Пол М. Сътър в статия за Space. И допълва: „Ако тази сила имаше някаква друга стойност, животът, какъвто го познаваме, би бил невъзможен. И все пак нямаме представа откъде идва.“

Арнолд Зомерфелд

Обикновено тук е моментът, в който изтъкваме примери за това къде се появява тази стойност – но отговорът е буквално „навсякъде“. За първи път числото е открито през 1916 г. от физика Арнолд Зомерфелд, но се е появявало из уравненията десетилетия преди това. То се крие във формули, които описват светлината и материята, и управлява всичко от най-малкия водороден атом до образуването на звездите.

„В нашия ежедневен свят всичко е или гравитация, или електромагнетизъм“, казва Холгер Мюлер, физик от Калифорнийския университет в Бъркли, пред списание Quanta. „И затова алфата е толкова важна.“

Разбира се, физиката не е чужда на константите – има c: скоростта на светлината; G: гравитационната константа; в квантовата физика има както h, така и ħ за описване на константата на Планк; ако сте истински фен, може дори да знаете за k: константата на Болцман. Но α има нещо, което нито една от тези други константи нямат – или, по-точно, няма нещо, което те имат.

„Няма размери или система от единици, от които да зависи стойността на константата на фината структура“, пише Сътър. „С другите константи във физиката не е така.“

Вземете например скоростта на светлината. Потърсете я в търсачката и ще откриете, че е равна на 299 792 458 метра в секунда. Или е 670 615 200 мили в час. Или 1 079 250 548 километра в час. Или 1 светлинна година на година.

Та стойността на тази константа всъщност зависи от единиците, които се използват. Но константата на фината структура няма това свойство: тя е изцяло безразмерна.

„Ако срещнете извънземно от далечна звездна система, ще ви е доста трудно да му опишете стойността на скоростта на светлината. След го научите на числата ни, ще трябва да му обясните и неща като метри и секунди“, обясни Сътър.

„Но константа на фината структура, понеже не е свързана с нищо, можете просто да я кажете и те ще я разберат.“

Но може би най-странното нещо за тази привидно най-чиста константа е, че тя всъщност може да не е постоянна…

Някои физици предполагат, че α днес всъщност е малко по-голямо от преди – само с една част на около 100 000 за 6 милиарда години, но това е достатъчно, за да има доста огромни последици в дългосрочен план. Променете 137 на 138 например и ще намалите стойността на α с 0,00005, което е достатъчно, твърдят някои учени, за да попречи на звездите да създават въглерод, като по този начин се спре възможността за създаване на живот, какъвто го познаваме.

Както Файнман казва: „Това е една от най-големите мистерии на физиката: магическо число, което се появи пред нас без никой да може да го разбере.“

„Можете да кажете, че „ръката на Бог“ е изписала това число, а ние не знаем как Той е движил молива си.“