natuurconstanten

Natuurconstanten zijn fundamentele constante getallen die voorkomen in de wetten van de natuur en als universeel en onveranderlijk in tijd en ruimte worden beschouwd. Ze geven de sterkte en schaal van natuurverschijnselen aan en vormen de bouwstenen van moderne theorieën. Voorbeelden zijn onder meer de lichtsnelheid in vacuüm (c), de Planck-constante (h), de elementaire lading (e), de gravitatieconstante (G), de Boltzmannconstante (k_B) en het Avogadrogetal (N_A). Daarnaast bestaan er dimensieloze constants zoals de fijnstructuurconstante α en de massaverhouding van proton tot elektron; zij hebben geen eenheid en zijn vooral interessant bij fundamentele beschouwingen en tests van theorieën.

Sommige natuurconstanten worden gezien als exact wanneer de meetkundige definities van het internationaal SI-systeem zijn vastgesteld. Door recente herdefinities zijn onder meer c (lichtsnelheid in vacuüm), h (Planck-constante), e (elementaire lading), k_B (Boltzmannconstante) en N_A (Avogadrogetal) vastgelegd als exacte waarden. Andere constanten, zoals G en α, blijven afhankelijk van metingen en gecombineerde experimenten en theoretische modellering, en kunnen daarin onzekerheden bevatten.

Dimensionless constants hebben bijzondere betekenis omdat hun waarde onafhankelijk is van eenheidssystemen en direct de onderliggende fysica weerspiegelt. De fijnstructuurconstante α bijvoorbeeld geeft de sterkte van electromagnetische interactie weer in eenheidloze vorm. Constantewaarden kunnen dus differentiëren tussen theorie en experiment en worden vaak onderwerp van tests op mogelijk variëren in de tijd of ruimte.

In de wetenschap dienen natuurconstanten als referentiepunten voor formules, eenheden en ontwerpen van experimenten, en ze vormen een centraal onderwerp bij de zoektocht naar een diepere, samenhangende beschrijving van de natuur.