Фізики здійснили перше найточніше і точне вимірювання ньютонівської гравітаційної постійної G
Команда Гравітаційне Константа, позначена літерою G, з'являється в законі сера Ісаака Ньютона тяжіння який стверджує, що будь-які два об’єкти діють a гравітаційний силу тяжіння один до одного. Значення Ньютона гравітаційна стала G (також називається універсальною гравітаційною константою) використовується для вимірювання сили тяжіння між двома об’єктами. Це хороший приклад класичної, але постійної проблеми у фізиці, оскільки навіть після майже трьох століть досі не зовсім зрозуміло, як значення G – однієї з найбільш фундаментальних констант у природі – можна виміряти точно з постійною точністю. Значення G визначається шляхом вимірювання відстані та маси двох об’єктів відносно їх гравітаційного притягання. Це надзвичайно мале числове значення через те, що сила гравітаційного притягання значуща лише для об'єктів з великою масою. Найскладнішим аспектом є те, що гравітація є набагато слабкішою силою порівняно з іншими фундаментальними силами, такими як електромагнетизм, слабке та сильне притягання, і, отже, G надзвичайно важко виміряти. Крім того, гравітація не має відомих зв’язків з іншими фундаментальними силами, тому обчислити її значення опосередковано за допомогою інших констант (які можна розрахувати більш точно) неможливо. Гравітація — це єдина взаємодія в природі, яку неможливо описати квантовою теорією.
Точне значення G
У недавньому дослідженні, опублікованому в природа, вчені з Китаю отримали найближчі результати для значення G. Протягом багатьох років до цього дослідження існуюче значення G становило 6.673889 × 10-11 м3 кг-1 с-2 (одиниці вимірювання: метри в кубах на кілограм на другий у квадраті). У поточному дослідженні дослідники використовували метод зворотного зв’язку з кутовим прискоренням, а також метод часу коливання, щоб наблизитися до побудови точного і правильного значення. Результати склали 6.674184 x 10-11 м3 кг-1 с-2 і 6.674484 x 10-11 м3 кг-1 с-2, і ці результати показують невелике стандартне відхилення, яке коли-небудь повідомлялося в порівнянні зі значеннями G в попередніх дослідженнях. Стандартне відхилення використовується для вимірювання величини варіації в наборі даних. Отже, менше стандартне відхилення означає, що дані близько розподілені до середнього значення, що означає, що в даних немає великого «відхилення», тобто вони не сильно змінюються.
Невизначеність навколо значення G
Дослідники заявили, що їхні результати також ілюструють «невиявлені систематичні помилки» в різних існуючих методах. Вони вказують на те, що з усіх існуючих методів найбільш переважний метод включає інтерферометрію – метод інтерференції з атомними хвилями – і на цьому методі слід зосередитися для майбутніх удосконалень. Нові підходи, як показано в цьому дослідженні, необхідно прийняти, щоб повністю зрозуміти містику значення G та його актуальність у широких областях фізичних наук. Тут може бути не сама вартість G, а невизначеність, яка оточує його значення. Це дещо показує нашу нездатність вимірювати слабкі сили, такі як гравітація, і відсутність теоретичного розуміння гравітації.
***
{Ви можете прочитати оригінальну дослідницьку роботу, натиснувши посилання DOI, наведене нижче в списку цитованих джерел(ів)}
Джерела
Qing L et al 2018. Вимірювання гравітаційної константи за допомогою двох незалежних методів. природа. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
