miniaturadeimagen|Esta ficha presenta los valores de las siete constantes que forman la base del Sistema Internacional de Unidades. En ciencias se llama constante física al valor de una magnitud física que, fijado un sistema de unidades, permanece invariable en los procesos físicos a lo largo del tiempo. En contraste, una constante matemática representa un valor invariable que no está implicado directamente en ningún proceso físico.
Existen muchas constantes físicas; algunas de las más conocidas son la constante reducida de Planck (), la constante de gravitación (), la velocidad de la luz (), la permitividad en el vacío (), la permeabilidad magnética en el vacío () y la carga elemental (). Todas estas, por ser tan fundamentales, son llamadas constantes universales.
Por otro lado, desde 1937 Paul Dirac y otros científicos han especulado que el valor de las constantes físicas podría decrecer en proporción a la edad del Universo. Hasta la fecha ningún experimento ha indicado que esto sea así, aunque se ha logrado calcular las cotas máximas de esa hipotética variación de las constantes. Las cotas máximas de variación anual resultan, en todo caso, muy pequeñas, siendo de 10-5 para la estructura fina y 10-11 para la constante de gravitación. El tema sigue siendo motivo de controversia actualmente.
Algunas consideraciones Constantes dimensionales y adimensionales Las constantes físicas pueden tener dimensiones como, por ejemplo, la velocidad de la luz en el vacío (que en el SI se expresa en metros por segundo), mientras que otras, como la constante de estructura fina () que caracteriza la interacción entre electrones y fotones, es adimensional.
A menos que se usen unidades naturales, el valor de las constantes que tengan dimensiones dependerá del sistema de unidades usado. Por el contrario, las constantes adimensionales son independientes del sistema de unidades usado y se las conoce como constantes físicas fundamentales. La constante de estructura fina es, probablemente, la mejor conocida de estas constantes adimensionales. Las razones de las masas (u otras propiedades) de las partículas son también constantes físicas fundamentales.
Las constantes físicas y la vida en el Universo En muchas de estas constantes ocurre un ajuste preciso que hace compatible la existencia del ser humano en el cosmos. Si el valor de ciertas de esas constantes fuese tan solo ligeramente diferente al que poseen, el Universo debería ser radicalmente distinto, haciendo imposible que la vida, tal como la conocemos, pudiese emerger. El hecho de que el Universo esté debidamente calibrado y ajustado para acoger vida inteligente ha intrigado a muchos y ha sido también motivo de debate científico y filosófico. Quizá una de las mejores respuestas que explica el ajuste de las constantes es la que da el principio antrópico. Este afirma que dado que el ser humano está aquí, el Universo ha de ser un universo capaz de albergarlo y, por tanto, no cabe preguntarse sobre la posibilidad de que dichos valores fuesen distintos ya que, de ser así, no habría nadie que pudiese preguntárselo.
Tablas de constantes físicas NOTA: A pesar que muchas propiedades de materiales y partículas son constantes, no se muestran en las tablas ya que son específicas de los respectivos materiales o partículas.
Tabla de constantes universales CantidadSímboloValorError relativoImpedancia característica del vacío376,730 313 461… ΩdefinidaPermitividad eléctrica del vacío8,854 187 817… × 10-12 F·m-1definidaPermeabilidad magnética del vacío4π × 10-7 N·A-2 = 1,2566 370 614… × 10-6 N·A-2definidaConstante de gravitación universal6,671 91(99) × 10-11 N·m²/kg21,5 × 10-6Constante de Planck6,626 070 15 × 10-34 J·sdefinidaConstante reducida de Planck1,054 571 817 646 16 × 10-34 J·sexactoVelocidad de la luz en el vacío299 792 458 m·s-1definidaConstante de Coulomb8,987 551 846 127 499… x 109 N·m2·C-2 definida
Tabla de constantes electromagnéticas CantidadSímboloValor1 (unidades SI)Error relativoMagnetón de Bohr9,27400949(80) × 10-24 J·T-18,6 × 10-8Magnetón nuclear5,050 783 43(43) × 10-27 J·T-18,6 × 10-8Resistencia cuántica12 906,403 729 652 3 ΩexactoConstante de von Klitzing25 812,807 459 304 5 Ωexacto
Tabla de constantes atómicas y nucleares CantidadSímboloValor1 (unidades SI)Error relativoRadio de Bohr0,529 177 2108(18) × 10-10 m3,3 × 10-9 Constante de acoplamiento de Fermi1,166 39(1) × 10-5 GeV-28,6 × 10-6Constante de estructura fina7,297 352 568(24) × 10-33,3 × 10-9Energía de Hartree4,359 744 17(75) × 10-18 J1,7 × 10-7Quantum of circulation3,636 947 550(24) × 10-4 m² s-16,7 × 10-9Constante de Rydberg10 973 731.568 525(73) m-16,6 × 10-12Sección eficaz de Thomson0,665 245 873(13) × 10-28 m²2,0 × 10-8Ángulo de Weinberg0,222 15(76)3,4 × 10-3
Tabla de constantes físico-químicas CantidadSímboloValor1 (unidades SI)Error relativoConstante de masa atómica1,660 538 86(28) × 10-27 kg1,7 × 10-7Número de Avogadro6,022 140 76 × 1023definidaConstante de Boltzmann1,380 649 × 10-23 J·K-1definidaConstante de Faraday96 485,332 123 310 018 4 C·mol-1exactoPrimera constante de radiación 3,741 771 852 191 76 × 10-16 W·m²exactopara radiancia espectral1,191 042 82(20) × 10-16 W · m² sr-11,7 × 10-7Número de Loschmidta =273,15 K y =101,325 kPa2,686 7773(47) × 1025 m-31,8 × 10-6Constante universal de los gases ideales8,314 462 618 153 24 J·K-1·mol-1exactoConstante molar de Planck3,990 312 712 893 431 4 × 10-10 J · s · mol-1exactoVolumen molar de un gas ideala =273,15 K y =100 kPa22,710 981(40) × 10-3 m³ · mol-11,7 × 10-6a =273.15 K y =101,325 kPa22,413 996(39) × 10-3 m³ · mol-11,7 × 10-6Constante de Sackur-Tetrodea =1 K y =100 kPa -1,151 7047(44)3,8 × 10-6a =1 K y =101,325 kPa-1.164 8677(44)3,8 × 10-6Segunda constante de radiación1,438 776 877 503 93 × 10-2 m·KexactoConstante de Stefan-Boltzmann5,670 374 419 184 43 × 10-8 W·m-2·K-4exactoConstante de la ley de desplazamiento de Wien 4,965 114 231…2,897 7685(51) × 10-3 m · K1,7 × 10-6Valor convencional de la constante de Josephson2483 597,9 × 109 Hz · V-1definida
Notas 1Los valores se dan en la llamada forma concisa; El número entre paréntesis es el error absoluto, que se obtiene de multiplicar el propio valor por el error relativo. 2Este es el valor adoptado internacionalmente para realizar representaciones del voltio usando el efecto Josephson. 3Este es el valor adoptado internacionalmente para realizar representaciones del ohmio usando el efecto cuántico de Hall.
Véase también Constante de Hubble Ley científica CODATA Unidades naturales Velocidad de la luz variable
Referencias CODATA Recommendations - Últimos valores recomendados para las constantes físicas por el CODATA (2002)