Non una risposta alla tua domanda esatta, ma ancora così strettamente correlata che penso meriti di essere menzionato: il reattore nucleare naturale Oklo, scoperto nel 1972 in Gabon (Africa occidentale). Le reazioni di fissione nucleare autosufficienti hanno avuto luogo lì 1,8 miliardi di anni fa. I fisici hanno capito rapidamente come poterlo utilizzare come una sonda molto precisa nelle sezioni d'urto di cattura dei neutroni molto indietro. In realtà, una rianalisi dei dati [1] è stata pubblicata nel 2006 con uno degli autori degli articoli originali negli anni '70. L'idea è che la cattura dei neutroni aumenta notevolmente quando l'energia dei neutroni si avvicina a una risonanza del nucleo di cattura. Quindi anche un leggero spostamento di quelle energie di risonanza avrebbe prodotto un risultato notevolmente diverso (una diversa miscela di composti chimici nel reattore). La conclusione dell'articolo è che quelle risonanze non sono cambiate di più di 0,1 eV.

Va ​​notato che il risultato più interessante dal punto di vista della fisica teorica è che questo potenziale spostamento può essere correlato a un potenziale cambiamento della costante di struttura fine $ \ alpha $. Il documento conclude che

$$ - 5,6 \ volte 10 ^ {- 8} < \ frac {\ delta \ alpha} {\ alpha} < 6,6 \ volte 10 ^ {- 8} $$

[1] Yu. V. Petrov, A. I. Nazarov, M. S. Onegin, V. Yu. Petrov e E. G. Sakhnovsky, Reattore nucleare naturale a oklo e variazione delle costanti fondamentali: calcolo della neutronica di un nucleo nuovo, Phys. Rev.C 74 (2006), 064610. https://journals.aps.org/prc/abstract/10.1103/PhysRevC.74.064610

Il commento che Samuel Weir fa sulla costante della struttura fine è molto vicino a una risposta. Per le transizioni elettromagnetiche del nucleo, queste cambierebbero se la costante di struttura fine cambiasse nel tempo. Tuttavia i dati spettrali su sorgenti lontane non indicano alcun cambiamento di questo tipo. Le transizioni atomiche cambierebbero le loro energie e osserveremmo fotoni da galassie lontane con differenti linee spettrali.

Per le interazioni nucleari deboli e forti, la risposta è più difficile o sfumata. Per le interazioni forti, abbiamo più un'ancora. Se le interazioni forti cambiassero la loro costante di accoppiamento, ciò avrebbe un impatto sull'astrofisica stellare. Le stelle nell'universo distante sarebbero notevolmente diverse da come sono oggi. Anche in questo caso le osservazioni di stelle lontane non indicano alcun cambiamento così drastico. Per le interazioni deboli, le cose sono più difficili.

Gran parte del decadimento nucleare è dovuto a interazioni deboli e alla produzione di radiazioni $ \ beta $ sotto forma di elettroni e positoni. I creazionisti potrebbero sostenere che il tasso di interazioni deboli è stato considerevolmente maggiore nel recente passato per dare l'aspetto di più prodotti figlie di quanto accade oggi. Questo dà poi l'apparenza di una grande età che non c'è. Il problema della datazione al carbonio con il processo di decadimento $$ {} ^ {14} _ 6C ~ \ rightarrow ~ {} ^ {14} _7N ~ + ~ e ^ - + ~ \ nu_e $$ è che se questo è cambiato negli ultimi $ 6000 $ anni, un periodo preferito dai creazionisti, ciò significherebbe che ci sarebbero deviazioni tra i metodi di datazione al carbonio e la documentazione storica.

Niente di tutto ciò è una prova, ma è in linea con l'idea di Bertrand Russell di una teiera in orbita attorno a Giove.

Ci sono varie domande a cui si dovrebbe rispondere se si volesse affermare che ci sono stati cambiamenti grandi nei tassi di decadimento nel corso del tempo geologico. Ecco quello che penso potrebbe essere il miglior esperimento per dimostrare questa affermazione.

Senza usare prove radiologiche, si può dedurre che la Terra ha almeno un miliardo di anni contando gli strati di sedimentazione annuali e misurando gli spessori degli strati rocciosi e correlandoli tra loro per la presenza di specie fossili identiche o quasi identiche. Questo è ciò che fecero i geologi vittoriani, portando all'unico caso che conosco in cui la geologia ha battuto la fisica per dedurre la verità. I fisici hanno affermato che il mondo non potrebbe essere molto più vecchio di 50 milioni di anni, perché nessun processo chimico conosciuto potrebbe mantenere il sole caldo più a lungo. I geologi hanno insistito per almeno un miliardo di anni e che se non fosse stata la chimica, qualcos'altro doveva alimentare il sole. Avevano ragione. Il Sole risplende per fusione nucleare allora sconosciuta, non per chimica. A proposito, è "almeno" perché è difficile trovare rocce sedimentarie che abbiano più di un miliardo di anni e tali rocce non contengono fossili utili. L'attività tettonica ha cancellato la maggior parte delle prove di età pre-Cambriana ... ad eccezione degli zirconi, ma sto saltando avanti.

Ora, salta avanti fino ad oggi, quando possiamo eseguire la microanalisi isotopica dell'uranio e del piombo all'interno dei cristalli di zircone ( zirconio silicato). (Salta al paragrafo successivo se conosci gli zirconi radiofonici.) Lo zircone ha diverse proprietà uniche. Un punto di fusione estremamente alto. Durezza estrema, maggiore del quarzo. Alta densità. Onnipresenza (lo zirconio nella roccia fusa cristallizza sempre in zirconi quando la fusione si raffredda, prima che qualsiasi altro minerale cristallizzi affatto). E, cosa più importante, una struttura cristallina molto compatta, che non può accogliere la maggior parte degli altri elementi come impurità in formazione. La principale eccezione è l'uranio. L'unico modo in cui il piombo può entrare in un cristallo di zircone è se è iniziato come uranio che decade in piombo dopo che il cristallo si è solidificato da una fusione. Quell'uranio si presenta in due isotopi con tempi di decadimento diversi e ogni catena di decadimento termina con un isotopo di piombo diverso. Misurando le concentrazioni relative di due isotopi di piombo e due di uranio in uno zircone, è possibile dedurre il tempo trascorso dalla sua formazione utilizzando due diversi "orologi". Questi zirconi hanno in genere le dimensioni di granelli di sabbia, quindi un campione di roccia conterrà milioni di "orologi" indipendenti che consentiranno una buona analisi statistica.

Quindi, troviamo degli zirconi in un'intrusione ignea in una roccia sedimentaria di cui conosciamo l'età, grosso modo, dalla geologia vittoriana. È meglio se la roccia ignea è quella che si è formata a grande profondità, dove tutti gli zirconi preesistenti si sarebbero sciolti nella fusione. La presenza di minerali metastabili ad alta pressione come il diamante o l'olivina ci permetterebbe di dedurlo, e il fatto che tutti gli zirconi abbiano gli stessi rapporti uranio-piombo confermerebbe la deduzione. Altrimenti ci si aspetterebbe di trovare un mix di zirconi giovani e vecchi. Scegli il più giovane, che si sarebbe cristallizzato al momento dell'intrusione, piuttosto che essere stato riciclato dall'attività tettonica di un tempo più antico. (Che in molti casi è la solidificazione primordiale della crosta terrestre e la migliore stima dell'età del nostro pianeta, ma non è rilevante qui).

Ora, confronta l'età dedotta dal decadimento radioattivo con l'età meno precisa della geologia vittoriana. Se il tasso di decadimento radioattivo è cambiato notevolmente nel tempo profondo geologico, ci sarà un disaccordo tra queste due età stimate. Inoltre, il disaccordo sarà diverso per le intrusioni di età diverse (come giudicato dalla geologia vittoriana), ma coerente per le intrusioni di età simile in luoghi diversi.

Cerca luoghi in cui è presente una roccia sedimentaria con intrusione, ricoperta da una roccia sedimentaria più giovane senza intrusione, il che significa che l'età dell'intrusione può essere dedotta essere compresa tra quella dei due strati sedimentari. Più è vicina l'età dei due strati sedimentari, meglio è.

Non so se sia stato fatto (lo spero sicuramente). Qualsiasi serio sostenitore del decadimento radioattivo variabile nel tempo, deve ricercare questo. Se nessuno ha guardato, scendi sul campo, trova quelle discrepanze e pubblica. Potrebbe portare a un premio Nobel se ha ragione. L'onere è certamente su di lui di farlo, perché altrimenti il ​​rasoio di Occam si applica a questa teoria.

Tornando alla fisica, farei un'altra domanda, se questa osservazione non riesce a scoprire prove evidenti che i tassi di decadimento radioattivo variano nel tempo.È questo.Come mai gli "orologi" in zirconi $ ^ {238} $ U e $ ^ {235} $ U sono sempre d'accordo?Il decadimento radioattivo è fondamentalmente un tunnel quantistico attraverso una potenziale barriera.L'emivita dipende in modo esponenziale dall'altezza della barriera.Qualsiasi variazione temporale proposta, significherebbe che l'altezza di questa barriera varia nel tempo profondo, in modo tale che il tasso relativo di $ ^ {235} $ U e $ ^ {238} $ U decadimento non cambi .Che è una grande richiesta per qualsiasi teoria del genere, data la sensibilità esponenziale ai cambiamenti.

Il punto fondamentale qui è che non "sappiamo" nulla sul "mondo reale". Tutto ciò che abbiamo è un modello del mondo e una certa misura di quanto bene il modello corrisponde a ciò che osserviamo.

Naturalmente, puoi costruire un modello del tutto coerente che dice "un'entità invisibile e non osservabile ha creato tutto ciò che ho mai osservato un secondo prima che io nascessi e lo ha fatto sembrare molto più antico per ragioni che non possono essere comprese dagli umani ". Ma come ha scritto Newton in Principia nella sezione in cui afferma le sue "regole per fare scienza", ipotesi non fingo - non inventare teorie solo per inventarle .

In realtà uno degli esempi forniti da Newton per illustrare questo punto era straordinariamente sbagliato: ha usato il suo principio generale per concludere che il sole emette luce e calore dalle stesse reazioni chimiche di un fuoco di carbone sulla terra, ma non è questo il punto : date le limitate conoscenze sperimentali che aveva, non aveva bisogno di un'ipotesi diversa sul sole per spiegare cosa si sapeva al riguardo.

Quindi, la situazione tra te e il tuo amico è in realtà il contrario. Tu (e tutti i fisici convenzionali) avete un modello dell'universo che presume che queste costanti non cambino nel tempo e che si adatta molto bene alle osservazioni sperimentali. Se il tuo amico vuole affermare che fa il cambiamento, spetta a lui / lei trovare alcuni fatti osservabili che non possono essere spiegati in altro modo - e anche dimostrare che il suo la sua nuova ipotesi non rovina le spiegazioni di nient'altro.

Come alcuni commenti hanno affermato, se inizi ad armeggiare con i valori delle costanti fondamentali nel Modello standard della fisica delle particelle, è probabile che crei un modello alternativo dell'universo che non corrisponde alle osservazioni su una scala molto ampia, non solo sulla datazione di alcuni fossili terrestri.

L'approccio "quadro generale" è di fondamentale importanza qui.Puoi certamente sostenere che trovare un pesce fossile sulla cima di un'alta montagna significa che deve esserci stata un'alluvione globale a un certo punto della storia, ma una volta che hai un modello globale di tettonica a placche,non c'è più bisogno di considerare quel pesce fossilizzato come un caso speciale!

Ho pensato di includere qualcosa su come variano le costanti e le masse di accoppiamento. Questo potrebbe essere un po 'fuori tema e ho pensato di fare una domanda a cui avrei risposto da solo. Comunque qui va.

Abbiamo un numero di quantità nell'universo che sono correlate tra loro da costanti fondamentali. I primi due di questi sono il tempo e lo spazio, collegati tra loro dalla velocità della luce $ x ~ = ~ ct $. La velocità della luce è qualcosa che considererò assolutamente fondamentale. È davvero nelle unità corrette un secondo leggero al secondo o uno. La velocità della luce definisce i coni di luce che sono sottospazi proiettivi dello spaziotempo di Minkowski. Lo spaziotempo di Minkowski può quindi essere pensato come dovuto a una fibrazione sullo spazio proiettivo dato dal cono di luce. L'altra quantità fondamentale che mette in relazione le proprietà fisiche è la costante di Planck $ h $ o $ \ hbar ~ = ~ h / 2 \ pi $. Questo è visto in $ \ vec p ~ - ~ \ hbar \ vec k $ dove $ \ vec k ~ = ~ \ hat k / \ lambda $. Questo riguarda la quantità di moto e la lunghezza d'onda, ed è anche visto nel principio di indeterminazione $ \ Delta p \ Delta x ~ \ ge ~ \ hbar / 2 $. Il principio di indeterminazione può essere affermato secondo la metrica Fubini-Study, che è una fibrazione da uno spazio di Hilbert proiettivo a uno spazio di Hilbert. Questi due sistemi condividono una struttura notevolmente simile se visti in questo modo. Dirò quindi come postulato che $ c $ e $ \ hbar $ sono assolutamente costanti, e poiché la quantità di moto è lunghezza reciproca, in unità naturali la costante di Planck è lunghezza per lunghezza ed è senza unità.

Ci sono altre costanti in natura come la carica elettrica. La costante importante più spesso citata è la costante di struttura fine $$ \ alpha ~ = ~ \ frac {e ^ 2} {4 \ pi \ epsilon \ hbar c} ~ \ simeq ~ 1/137. $$ Questa costante è assolutamente senza unità. In qualsiasi sistema di unità non ha unità. Nei sistemi naturali di unità abbiamo che $ e ^ 2/4 \ pi \ epsilon $ ha le unità di $ \ hbar c $, che in unità MKS è $ j-m $. Tuttavia, sappiamo dalla rinormalizzazione che $ e ~ \ rightarrow ~ e) - ~ + ~ \ delta e $ è una correzione con $ \ delta e ~ \ sim ~ 1 / \ delta ^ 2 $, per $ \ delta ~ = ~ 1 / \ Lambda $ il taglio in scala spaziale per un propagatore o la valutazione di un diagramma di Feynman. Ciò significa che la costante di struttura fine può cambiare con l'energia di scattering e alle energie TeV di LHB $ \ alpha '~ \ sim ~ 1/127 $. Abbiamo ovviamente le interazioni forti e deboli e possiamo abbastanza bene affermare che ci sono costanti di accoppiamento $ e_s $ e $ e_w $ e gli analoghi delle costanti dielettriche $ \ epsilon_w $ e $ \ epsilon_w $ quindi ci sono le costanti della struttura fine $$ \ alpha_s ~ = ~ \ frac {e_s ^ 2} {4 \ pi \ epsilon_s \ hbar c} ~ \ simeq ~ 1, ~ \ alpha_w ~ = ~ \ frac {e_w ^ 2} {4 \ pi \ epsilon_w \ hbar c } ~ \ simeq ~ 10 ^ {- 5}. $$ Molto spesso queste costanti di accoppiamento sono $ g_s $ e $ g_w $. Questi due hanno rinormalizzazioni $ g_s ~ = ~ g ^ 0_s ~ + ~ \ delta g_s $ e $ g_w ~ = ~ g ^ 0_w ~ + ~ \ delta g_w $ questo corre nel problema della gerarchia e come variano le costanti di accoppiamento. Questi

Ciò che è chiaro è che le costanti di accoppiamento di gauge variano con la quantità di moto. Non variano con il tempo, il che di $ x ~ = ~ ct $ o più in generale aumenta di Lorentz significa che se i campi di gauge cambiassero nel tempo lo farebbero con la distanza spaziale. Finora non ci sono osservazioni e dati di tale variazione dalla radiazione emessa dall'universo molto distante.

E la gravità e la massa? Abbiamo una rinormalizzazione di massa $ m ~ \ rightarrow ~ m ~ + ~ \ delta m $. Questo può significare che la massa di una particella può essere rinormalizzata a un'energia più alta, e più significa che i termini dovuti ai contributi di energia del vuoto che rinormalizzano la massa di una massa di particella nuda devono sommarsi e annullarsi per dare la massa che osserviamo. Anche in questo caso accade con lo slancio. Per il campo Higgs l'autointerazione è dovuta al termine $ \ lambda \ phi ^ 4 $, tecnicamente questo significa che esiste un termine di rinormalizzazione di massa $ \ sim ~ \ lambda / \ delta ^ 2 $ $ = ~ \ lambda \ Lambda $ per $ \ delta $ una piccola regione attorno al punto per l'interazione $ 4 $ punto in cui l'abbiamo spalmata in una piccola palla o disco di raggio $ \ delta $. Inoltre $ \ Lambda $ è il corrispondente limite di quantità di moto. Abbiamo una fisica simile per altri campi, sebbene i fermioni abbiano problemi di segni sottili,

Ho usato il campo di Higgs perché penso che ci sia una relazione profonda tra la gravitazione e il campo di Higgs. Da questo calcolerò quello che penso sia il $ \ alpha_ {grav} $ appropriato. Possiamo calcolare il rapporto tra la lunghezza d'onda di Compton $ \ lambda ~ = ~ M_H / hc $ e il raggio gravitazionale $ r ~ = ~ 2GM_H / c ^ 2 $ di particelle di Higgs, con massa $ m ~ = ~ 125GeV $ $ = ~ 2,2 \ volte 10 ^ {- 25} kg $. Questo significa $$ \ alpha_g ~ = ~ \ frac {4 \ pi GM_H ^ 2} {\ hbar c} ~ = ~ \ left (\ frac {4 \ pi M_H} {M_p} \ right) ^ 2 ~ = ~ 1.3 \ times 10 ^ {-33}, $$ dove $ M_p $ è la massa di Planck. Questa costante è quindi collegata alla massa di tutte le particelle elementari. La rinormalizzazione a della massa di Higgs determina la massa di tutte le altre particelle.

Non vi è quindi alcuna indicazione di alcuna variazione delle masse delle particelle o delle costanti di accoppiamento che dipendono dal tempo. Tutti dipendono dai momenti e il gran numero di termini del diagramma di Feynman a vari ordini si sommano e si annullano per fornire le masse osservate. Con la supersimmetria questo è reso un po 'più semplice con la cancellazione di molti diagrammi.