Какие доказательства были бы, если бы радиоактивный распад изменился 7000 лет назад? - Фантаст
Купить гитару в Москве
5 голосов
/

Я знаю, что мы обычно действуем - или действуем религиозно - по принципу, что фундаментальные вещи не меняются со временем. Это основа геологии - униформизма. Я также считаю, что это недоказуемо (что может быть плохо для моего вопроса).

Однако , предположим, 14 C был более нестабильным изотопом 7000 лет назад и распался с$ \ lambda $ = 100a. Есть и другие изменения в моем мире, но для этого вопроса я хочу знать, как бы выглядела наша геологическая таблица, если бы радиоизотоп 14 C стал более стабильным только 7000 лет назад. Короче говоря, я пытаюсь скрыть истинный возраст биосферы, заставляя организмы выглядеть старше, однако кто-то научился обнаруживать это.

О, еще одна деталь - изменение былоне стремительныйПримерно через 500 лет $ \ lambda $ увеличился с 100a $ \ longrightarrow $ 5730a.

При использовании калькулятора полураспада , образец 7500 лет 14 C датируется 38 900 лет, если произошло это изменение. Из комментариев видно, что перекрывающиеся кольца из BC 5k ~ 9k будут выглядеть аномальными.

Существуют и другие отмеченные методы датирования - скорости мутаций ДНК, магнитные гребни морского дна, другие радиоизотопы - если доказательства, оставленные этими сравнениями, могутбыть включенным в ответы, это очень помогло бы. Например, можно предположить, что калибровочные кривые непрерывного кольца деревьев.

Мои другие мысли заключаются только в том, что возможно некоторые частицы $ \ beta ^ - $ будут захвачены в соседних элементах, показывая экзотические соединения. Например, возможно, больше меди или неона в отложениях цинка и натрия. Мы увидим это или просто предположим, что это нормально?

Цель
Это изменение "теоретизировано" только одним специальным ученым и является прелюдией к чему-то худшему, приближающемуся. Большая научная общественность настроена скептически, потому что его доказательства «не убедительны». Я надеюсь, что ответы включают в себя доказательства того, что такое изменение могло бы оставить в различных других дисциплинах, и в то же время надеюсь, что такие доказательства являются «достаточно небрежными», чтобы дискредитировать теорию моего персонажа, даже если она верна. Мне нужно использовать ваши доказательства, чтобы залатать дыры в заговоре или, по крайней мере, сделать их настолько небрежными, чтобы все остальные могли реально пропустить это.

Ответы [ 9 ]

17 голосов
/

Последовательности древовидных колец уходят еще на 7000 лет. Последовательность древесных колец для области получена из ряда кусочков древесины, чьи периоды роста перекрываются.

C 14 датировка должна быть откалибрована для учета изменений в изотопных отношениях в атмосфере,Это можно сделать для рассматриваемого временного диапазона путем измерения соотношения изотопов углерода в куске дерева, возраст которого был определен по кольцам деревьев.

В целях получения правильных дат не имеет значения,изменение радиоактивного распада замечено или нет. Образец с таким же соотношением, что и кусок дерева, срубленный 7500 лет назад, датируется 7500 лет назад.

13 голосов
/

Антропологи и палеонтологи никогда не довольны единственным методом оценки возраста любого предмета.

Как уже упоминалось, есть кольца деревьев. Это приводит к большой области исследования, называемой Дендрохронология. Это не просто подсчет колец деревьев. Подумайте о поиске фрагмента дерева на строительной площадке или чего-то подобного. У него есть кольца. Вы выровняете эти кольца с другими фрагментами дерева, ища образцы ширины. Поскольку деревья в этом регионе будут иметь одинаковую погоду, годичные кольца будут одинакового размера. Таким образом, вы можете выстроить фрагменты из разных мест, как тех, которые были созданы людьми, так и найденных в других местах. Это означает, что вы можете построить хронологическую запись намного дольше, чем жизнь самого длинного живого дерева в этом районе.

Как уже упоминалось, существуют другие радиоактивные изотопы. Есть несколько различных изотопов, которые используются. Разные изотопы имеют разные периоды полураспада и попадают в организмы разными способами. Сравнивая результаты разных методов, вы получаете дополнительную информацию.

Есть несколько других методов. Например, температура в этом районе влияет на изотопные отношения различных химических веществ. Например, кислород - это в основном O-16, но O-17 и O-18 появляются в следовых количествах. Точное количество зависит от температуры. Люди строят исторические записи изотопных отношений. Затем они получают такие вещи, как органические остатки и проверяют соотношение изотопов. Это может дать им некоторую информацию о том, когда организм был жив. В некоторых отношениях это сложнее, чем С-14. Соотношения изотопов могут зависеть от многих вещей. И это не простая монотонно убывающая со временем вещь, как распад C-14.

Другие методы также важны в течение исторического периода и периода, предшествующего написанию истории. Например, копание в мусорной свалке сообщества может дать вам много информации. Наряду с поиском фрагментов дерева вы найдете все виды других вещей. Например, такие отходы появляются только поверх этих отходов. Это говорит вам, что деятельность, которая произвела это, пришла позже. Возможно, люди начали использовать тот или иной вид керамики, кожи или чего-то подобного. Или они начали получать торговые товары, которые включали в себя продукты океана, которые не достигли этой глубины страны. Тщательно сопоставляя такие вещи, вы можете получить последовательности. Затем вы сопоставляете это с другими методами, такими как изотопный анализ или годичные кольца, которые могут дать вам оценку за год.

В некоторых случаях мы можем видеть радикальные события. Например, если город захвачен, культура, вероятно, радикально изменится. Это создаст горизонт на свалках. Римский мусор выше этого слоя, германский стиль отходов только ниже. Это говорит о том, что римляне вторглись в этот слой. И тогда вы можете попытаться оценить дату этого вторжения и, таким образом, установить границы для дат для другого материала в куче отходов.

Существуют и другие методы получения представлений о хронологии, которые сейчас становятся важными. Мы наносим на карту геномы многих людей. Это может дать представление о том, когда разные люди прибыли в разные места. Что, в свою очередь, может дать оценку возраста различных других вещей, производимых этими людьми.

Пока все это основано на последних нескольких тысячах лет, скажем, около 30К или 40К. Применяются более долгосрочные аналогичные методы, только с немного другими предметами, акцентом и шкалой времени. Например, часть истории о том, почему ископаемая Люси была оценена как возраст, в котором она была, была изотопами. Камни выше и ниже окаменелости были датированы, если я помню, методом Аргон-Аргон . Но другой метод состоял в том, чтобы найти окаменелости различных организмов в этих породах и вписать их в известную историю эволюции этих животных. Вы находите этот вид зуба здесь и идентифицируете его как дикого кабана этого века, который датирует этот слой породы. Этот зуб здесь из горного козла этой эпохи, и это датирует этот другой камень. Этот ископаемый лист в этом другом слое дает вам этот слой. Это дает вам довольно хорошую информацию за несколько миллионов лет. Много работы, но для чего нужны аспиранты?

Для гораздо более длительных периодов у нас есть очень интересная вещь. В Габоне есть природные ядерные реакторы. Им примерно 2 миллиарда лет. Внимательно изучая эти образования, можно сделать вывод, что 2 миллиарда лет назад различные физические константы, связанные с ядерной деятельностью, были в значительной степени идентичны их значениям сегодня. Даже очень небольшие изменения в любом из ядерных параметров привели бы к тому, что эти реакторы либо вообще не функционировали, либо полностью взорвались.

Таким образом, в возрастном диапазоне от нескольких тысяч, нескольких миллионов до 2 миллиардов лет все имеющиеся у нас данные имеют перекрестные ссылки и сравниваются. И все это кажется последовательным.

8 голосов
/

Существуют десятки различных методов радиометрического датирования , доступных с использованием ряда различных изотопов

Если период полураспада C-14 изменился 7000 лет назад, углерод дал бы результаты датирования, которые были быв отличие от всех других методов. Это было бы загадкой, но не сильно изменилось бы на практике. Существует также много других нерадиометрических методов датирования, которые также могут быть использованы для подтверждения радиометрического датирования, не основанного на C-14, такого как измерения ледяного ядра, магнитные измерения через океанические гряды и скорости изменения мутаций в ДНК, если не считать трех.

7 голосов
/

С-14 даты уже проблематичны, потому что атмосферные уровни С-14 менялись с течением времени. В то время как сырые даты C-14 всегда выходят в правильном порядке, они могут быть существенно отНа практике мы калибруем даты C-14 по кольцам деревьев и ледяным ядрам, которые дают точные даты до того момента, когда существуют данные.

Никто не осознает, что скорости распада C-14 изменились,они просто предположили бы изменение в атмосферном С-14 и искали бы астрофизическое объяснение. Современного палеонтолога не обманут ни на секунду.

4 голосов
/

Исходя из вашего комментария относительно вашей цели, нет, изменение скорости распада C14 (что само по себе потребовало бы изменения в фундаментальной природе вселенной) само по себе не обеспечило бы ложный диапазон дат для плейстоцена, потому чтоУглеродное датирование далеко не единственный метод, используемый для датирования. Дендрохронология была упомянута, другие методы радиоизотопного датирования. Существуют ледяные керны, которые были откалиброваны по кольцу деревьев и другим методам датирования, которые совпадают с данными по варвам из озерных отложений, которые совпадают с выпадением пепла от крупных извержений вулканов, которые соответствуют археологическим данным ...

Углерод-14 не собирается сокращать это как попытка универсального объяснения для всех.

3 голосов
/

Слишком много проверок и противовесов в методах датирования, чтобы они могли остаться незамеченными, если ВСЕ ваши измерения не испорчены. Вместо того, чтобы сосредотачиваться на датировании углерода, давайте посмотрим на создание точки сюжета, которую вы ищете, основываясь на результате.

последствия в том, что это случится снова, и базовая физика, к которой мы привыкли, будетвсе будет меняться. Это событие предвещает, но я стараюсь не бросать вызов устоявшейся науке слишком много. Я могу сделать изменение менее драматичным или менее резким, но один человек все еще должен «разобраться». В идеале изменения могут спрятаться в помои нашей недавней истории.

Я думаю, что вы ищете ответ, что само время ускоряется или замедляется. Это гораздо сложнее отследить, чем один случай радиоактивного распада. Это влияет на все на Земле одинаково: радиоактивный распад, годичные кольца, ледяные ядра и т. Д. С нашей точки зрения, эти 7000 лет совпадают с последними 7000 годами, даже если одна технически потребовалась намного дольше, чем другая, по мнению извненаблюдение.

Чтобы «увидеть» изменение скорости времени, нужно уметь наблюдать контрольную точку, которая движется с другой скоростью времени. Поскольку вся Земля (и, возможно, наша солнечная система) затронута, единственное место, где можно увидеть это изменение, находится в космосе. Мы считаем само собой разумеющимся определенные вещи в астрофизике, которые на самом деле не складываются, как то, что период вращения снаружи галактики может быть таким же, как и внутри, тогда как внутренние планеты должны двигаться быстрее, чтобы солнечная система работала, иликак нам нужно вносить невидимую материю и энергию в наши расчеты, чтобы что-то сложилось. Возможно, ваш физик может математически доказать, что эти вещи не выстраиваются в ряд, потому что локальный коэффициент самого времени искажен ... или, что еще лучше, может быть, там действительно есть невидимая материя и энергия, и он просто парень, чтобы доказать это раз и навсегдавсе.

То, что вам нужно, - Темная Материя!

Тьфу ... Я знаю, я знаю, темная материя - это конец всей научной фантастики. Он часто используется для объяснения необъяснимого и безобразного и совершенно глупого способа, но в этом случае он фактически объяснит ваш феномен в соответствии с принятыми науками.

Темная материя является источником массы и гравитации, которые у нас просто нет инструментов для измерения. В присутствии силы тяжести наше восприятие времени замедляется;Итак, если бы наша солнечная система периодически проходила через туманности темной материи, то наш опыт времени ускорился бы и замедлился бы соответственно.

Пока наше местное искажение времени остается постоянным, мы будем воспринимать пространство одинаково, независимо от того, куда мы смотрим, но если что-то случится 7000 лет назад, тогда вещи в 7000 световых лет будут линзироваться. Поскольку мы не можем видеть его «со стороны», мы не можем сказать, что оно искажено, но, возможно, на 7000 световых лет наблюдается какое-то небольшое смещение в красном смещении, или, возможно, слегка изменяется видимая плотность звезд,или, возможно, изменение было слишком постепенным, чтобы заметить;поэтому мы просто предполагаем, что галактика растянута немного иначе, чем она есть на самом деле.

Пространство, если смотреть сбоку:

enter image description here

Сдвиг настолько мал, что инструменты едва чувствительны, чтобы его обнаружить. Любая другая метрика хронологических датировок говорит вашему ученому, что ничего не произошло 7000 лет назад. Другие астрономы списывают его результаты как ошибку прибора или статистическую аномалию. Даже сам ваш ученый может сначала отклонить это ... пока он не начнет изучать противоречие Planet Nine и не поймет, что новая волна темной материи уже воздействует на внешние границы нашей солнечной системы.

тысСамое приятное здесь то, что уже есть конкурирующие и не поддающиеся проверке доказательства того, что нечто грандиозное находится на краю нашей солнечной системы;таким образом, его теория могла бы быть очень правдоподобной, войти в этот стек, быть научно обоснованной, а также быть легко отвергнутой другими учеными в пользу «более правдоподобных» мнений, которые будут прекрасно работать с вашей историей.

3 голосов
/

Я не геолог, но, кажется, это было бы довольно заметно с технологией, аналогичной или более продвинутой, чем наша.

Глядя на эту страницу , вы могли бы подтвердить C-14датировка (t-1/2 = 5740 лет) с уран-торием (t-1/2 = 80 000 лет) и / или уран-проактинием (t-1/2 = 32 760 лет) - если не точно, по крайней мере, по грубойсвидание. Мягкий предел датирования C-14 описывается как ~ 70000 лет, который достаточно хорошо совпадает с U-Th и U-Pa

. Для того чтобы это выяснилось, людям может потребоваться некоторое время. Очевидно, U-Pa и U-Th в основном используются для датирования морского дна, так как Pa и Th выпадают в осадок из морской воды. Если бы у вас было озеро, которое было достаточно большим и стабильным, вы могли бы получить эти данные, углубив его, что намного более доступно, чем большая часть нетронутого морского дна

2 голосов
/

Похоже, вы объединяете два вопроса: (1) «Как бы выглядела геологическая запись, если бы распад 14 C изменился 7000 лет назад?», И (2) «Какие доказательства могут бытьМожет быть, скорость изменилась?

Я проигнорирую первый вопрос и сосредоточусь на втором. Единственный способ обнаружить изменения такого рода - это увидеть, что они происходят сейчас, что означает точные измерения в течение достаточно длительного периода времени (или иным образом учитывает некоторый другой косвенный эффект). Эти прецизионные измерения не легки, и с ними всегда связана некоторая степень неопределенности.

Примером является вопрос о том, влияет ли поток радиоактивного распада на поток нейтрино, см. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0969804317303822. Эта конкретная статья представляет доказательства того, что это не так, но если бы они были, то это могло бы бытьпример косвенного эффекта. Другими словами, если бы вы могли сформулировать какую-либо причину, по которой поток нейтрино был выше 7000 лет назад, то это могло бы стать причиной изменения скоростей распада, которое было бы очень трудно измерить сегодня. И в любом случае, тот факт, что эти измерения были сделаны в 2018 году, говорит о том, что есть место для небольших, ранее ненаблюдаемых эффектов, которые могут быть согласованы с долгосрочной медленно меняющейся временной зависимостью.

ПоКстати, вы правы в том, что мы действуем в предположении, что законы физики не меняются как функция времени. Законы могут иметь некоторую зависимость от времени, но сами законы не меняются. Это предположение имеет некоторые подтверждающие доказательства, основанные на наблюдениях галактик за миллионы световых лет от нас (что означает события, которые мы наблюдаем, произошли миллионы лет назад), но это все же в основном предположение. Тем не менее, это тот, который вы не хотите нарушать. Если бы вы это сделали, это ничем не отличалось бы от высказывания «это так, потому что Бог так делает». Если вы пойдете по этому пути, то с тем же успехом можете поднять руки и полностью отказаться от науки, потому что науку больше нельзя использовать для предсказания чего-либо. Таким образом, в той степени, в которой наука работает, это предположение верно.

1 голос
/

Кажется, что в комментариях много путаницы и недопонимания, поэтому я подумал, что краткое описание радиоактивного распада может быть полезным. Моя цель - объяснить, как радиоактивный распад связан с фундаментальными законами физики.

Начну с (очень) краткого описания Стандартной модели физики элементарных частиц, которая представляет наше лучшее современное понимание материи. и силы. В стандартной модели 12 фундаментальных частиц: шесть кварков и шесть лептонов. Кварки - это то, что составляет ядерную материю;в частности, два кварка с наименьшей энергией (и, следовательно, стабильные) называются вверх ( $ u $ ) и вниз ( $ d $ ). Аналогично, два стабильных лептона - это электроны ( $ e $ ) и электронные нейтрино ( $ \ nu_e $ ). Каждая частица имеет связанную античастицу, которая имеет противоположный заряд и противоположное «число лептонов» (для лептонов) или «барионное число» (для кварков), но все остальное одинаково. Античастица электрона называется позитроном, а античастица нейтрино образно называется антинейтрино. Интересным свойством античастиц является то, что математически они эквивалентны регулярным частицам, движущимся назад во времени.

Протон состоит из $ uud $ (у каждого восходящего кварка есть заряд + 2 /3; каждый нижний кварк имеет заряд -1/3). Нейтрон состоит из $ udd $ .

Из четырех фундаментальных сил во вселенной (электромагнитных, сильных ядерных, слабых ядерных и гравитационных) Стандартная модель говорит о первых трех и игнорирует гравитацию. Между прочим, гравитация описывается Общей теорией относительности, которая является неквантовой теорией, которая принципиально отличается от любых квантовых теорий поля, таких как те, которые составляют основу Стандартной модели. В Стандартной модели три силы опосредованы (или, в некотором смысле, вызваны или описаны) обменом частицы, называемой (векторным) бозоном. Каждая из сил имеет свой собственный набор связанных векторных бозонов:

  • У электромагнитной силы есть один связанный бозон, называемый фотоном. Фотоны взаимодействуют только с электрически заряженными частицами.
  • Слабая сила имеет три бозона: $ W ^ + $ , $ W ^ - $ и $ Z $ . Они взаимодействуют со всеми частицами.
  • Сильная сила имеет восемь бозонов, которые в совокупности называются глюонами. Они взаимодействуют только с кварками.

Так, например, электромагнитное взаимодействие происходит при обмене фотоном между двумя заряженными частицами. Аналогично, слабое взаимодействие происходит, когда W или Z обмениваются между двумя частицами. Однако слабые взаимодействия немного отличаются тем, что уникально среди всех сил / взаимодействий они могут изменять частицу от одного типа к другому. Таким образом, если частица испускает или поглощает W-бозон, она станет частицей другого типа.

Для радиоактивности наиболее важным примером является процесс, называемый бета-распадом (https://en.wikipedia.org/wiki/Beta_decay),, в котором нисходящий кварк испускает бозон $ W ^ - $ и становится восходящим кварком; $ W ^ -$ затем распадается на электрон и антинейтрино. Эквивалентно, вы можете сказать, что $ W ^ - $ опосредует слабое взаимодействие между $ u $ / $ d $ и$ \ nu_e $ / $ e $ . Есть также вариант, в котором протон становится нейтроном через $ u \ to d \, \ nu_e \, e ^ + $ , опосредованный $ W^ + $ exchange. (Первый называется $ \ beta ^ - $ , а второй $ \ beta ^ + $ ). Соответствующая диаграмма Фейнмана для $ \ beta ^ - $ распад:

beta- decay

В самых общих чертах радиоактивный распад регулируется всеми тремя силами Стандартной модели: сильным ядерным, слабым ядерным,и электромагнитные взаимодействия. Цитируя страницу Википедии (https://en.wikipedia.org/wiki/Radioactive_decay), ", объединенное воздействие этих сил приводит к ряду различных явлений, в которых энергия может выделяться перегруппировкойзародыш частиц в ядре, или же изменение одного типа частиц на другие. "Однако, для большинства нестабильных ядер бета-распад является наиболее распространенной причиной радиоактивности.

types of radioactive decay

Это то, что происходит внутри углерода 14. В результате бета-распада один из нейтронов в ядре становится протоном (и, следовательно, атом углерода превращается в атом азота), испуская электрон и антинейтриноот распада $ W ^ - $ . Период полураспада определяется силой взаимодействия слабых сил, которая является функцией нуклонов и их энергетических состояний. В принципе, вы можете записать лагранжиан и определить период полураспада;на практике это имеет тенденцию измеряться экспериментально.

Таким образом, если бы период полураспада углерода 14 изменился, это означало бы некоторое дополнение к теории, т. е. вам пришлось бы добавить дополнительные термины к лагранжиану,Это не невозможно - существует много теорий, выходящих за рамки стандартной модели, которые предсказывают все виды изменений, но изменения должны быть очень тонкими, чтобы их все это время пропускали.

Редактировать

Процесс фактического вычисления периода полураспада на основе первых принципов включает в себя квантовую теорию поля, которая слишком сложна, чтобы полностью ее здесь объяснить. Тем не менее, я могу объяснить некоторые из используемых языков (с точки зрения кого-то, имеющего опыт в физике элементарных частиц, а не в области ядерной физики). Ссылки на Википедию включены там, где это необходимо.

На языке QFT радиоактивный распад бета ( $ \ beta ^ - $ ) представляет собой переход из исходного состояния ( $ udd $) до конечного состояния ( $ uud + e ^ - + \ bar {\ nu_e} $ ). Чтобы рассчитать скорость перехода (или период полураспада), нам нужно вычислить амплитуду перехода , которая дает вероятность перехода между этими двумя состояниями. Более конкретно, нас интересует элемент S-матрицы , который является амплитудой перехода от времени $ t = - \ infty $ к $ t = + \ infty $ . Элементы S-матрицы часто выражаются и визуализируются с использованием диаграмм Фейнмана . Скорость перехода может быть рассчитана из элемента S-матрицы с использованием формулы, известной как Золотое правило Ферми .

Конечно, для ядерного бета-распада вычисление матричного элемента не так просто, как для свободных частиц. Существуют сложные нуклон-нуклонные взаимодействия, которые сильно влияют на амплитуду перехода;они должны быть смоделированы и учтены в QFT Lagrangian . Ядерные физики сделали это с хорошими результатами, но это остается областью активных исследований (особенно для изотопов, далеких от стабильности). Кстати, в том же лагранжиане вы могли бы ввести любые другие взаимодействия, которые могут повлиять на период полураспада.

Добро пожаловать на сайт Фантаст, где вы можете задавать вопросы и получать ответы от других членов сообщества.
...