Fyysikot ovat saaneet aikaan ensimmäisen tarkimman ja tarkimman Newtonin gravitaatiovakion G mittauksen
- gravitaatio G-kirjaimella merkitty vakio esiintyy Sir Isaac Newtonin yleismaailmallisessa laissa gravitaatio joka sanoo, että mitkä tahansa kaksi objektia vaikuttavat a painovoiman vetovoima toisiaan kohtaan. Newtonin arvo gravitaatiovakio G (kutsutaan myös Universal Gravitational Constant) käytetään mittaamaan houkutteleva gravitaatiovoima kahden kohteen välillä. Se on hyvä esimerkki klassisesta mutta jatkuvasta fysiikan haasteesta, sillä lähes kolmen vuosisadan jälkeenkään ei ole vieläkään täysin selvää, kuinka G:n – yhden luonnon perusvakion – arvoa voidaan mitata tarkasti tasaisen tarkkuudella. G:n arvo määritetään mittaamalla kahden esineen etäisyys ja massa suhteessa niiden vetovoimaan. Se on äärimmäisen pieni numeerinen arvo, koska painovoiman vetovoimalla on merkitystä vain kappaleille, joilla on suuri massa. Haastavinta on se, että painovoima on paljon heikompi voima verrattuna muihin perusvoimiin, kuten sähkömagnetismiin, heikkoihin ja voimakkaisiin vetovoimaan, joten G on erittäin vaikea mitata. Lisäksi painovoimalla ei ole tunnettua yhteyttä muihin perusvoimiin, joten sen arvon laskeminen epäsuorasti muilla vakioilla (jotka voidaan laskea tarkemmin) ei ole mahdollista. Painovoima on ainoa vuorovaikutus luonnossa, jota ei voida kuvata kvanttiteorialla.
Tarkka G:n arvo
Äskettäisessä tutkimuksessa, joka julkaistiin luontoKiinalaiset tutkijat ovat tuottaneet lähimmät tulokset G:n arvolle. Useita vuosia ennen tätä tutkimusta G:n olemassa oleva arvo on ollut 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (yksiköt: kuutiometriä kilogrammaa kohti toinen neliö). Tässä tutkimuksessa tutkijat käyttivät kulmakiihtyvyyden palautemenetelmää ja myös heilahdusaikamenetelmää päästäkseen lähelle tarkan ja oikean arvon muodostamista. Tulokset olivat 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 ja 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 ja nämä tulokset osoittavat pientä standardipoikkeamaa, joka on koskaan raportoitu verrattuna G:n arvoihin aikaisemmissa tutkimuksissa. Keskihajontaa käytetään mittaamaan vaihtelun määrää tietojoukossa. Pienempi standardipoikkeama tarkoittaa siis sitä, että data jakautuu tiiviisti keskiarvoon, mikä tarkoittaa, että tiedoissa ei ole paljon "poikkeamaa" eli se ei muutu paljon.
G:n arvon ympärillä oleva epävarmuus
Tutkijat ovat todenneet, että heidän tulokset osoittavat myös "löydämättömiä systemaattisia virheitä" erilaisissa olemassa olevissa menetelmissä. He huomauttavat, että kaikista olemassa olevista menetelmistä suosituin menetelmä on interferometria – menetelmä häiritä atomiaaltoja – ja tähän menetelmään tulisi keskittyä tulevia parannuksia varten. Tässä tutkimuksessa esitetyn kaltaisia uusia lähestymistapoja on omaksuttava, jotta voidaan täysin ymmärtää G:n arvon mystiikka ja sen merkitys fysiikan laajoilla alueilla. Itse G:n arvo ei ehkä ole tässä ongelma, vaan sen arvoa ympäröivä epävarmuus. Tämä osoittaa jossain määrin kyvyttömyytemme mitata heikkoja voimia, kuten painovoimaa, ja painovoiman teoreettisen ymmärryksen puutetta.
***
{Voit lukea alkuperäisen tutkimuspaperin napsauttamalla alla olevaa DOI-linkkiä lainattujen lähteiden luettelossa}
Lähteet)
Qing L et al 2018. Gravitaatiovakion mittaukset kahdella riippumattomalla menetelmällä. luonto. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
