Fizicienii au realizat prima măsurătoare cea mai precisă și mai precisă a constantei gravitaționale newtoniene G
Gravitațional Constanta notată cu litera G apare în legea universală a lui Sir Isaac Newton gravitație care afirmă că oricare două obiecte exercită a gravitaționale forța de atracție unul asupra celuilalt. Valoarea lui Newtonian constanta gravitațională G (numită și Constanta gravitațională universală) este folosită pentru a măsura forța gravitațională atractivă dintre două obiecte. Este un bun exemplu de provocare clasică, dar persistentă în fizică, deoarece, chiar și după aproape trei secole, încă nu este complet clar cum poate fi măsurată valoarea lui G – una dintre cele mai fundamentale constante din natură – cu precizie constantă. Valoarea lui G este determinată prin măsurarea distanței și a masei a două obiecte în raport cu atracția lor gravitațională. Este o valoare numerică extrem de mică datorită faptului că forța de atracție gravitațională este semnificativă doar pentru obiectele cu masă mare. Cel mai provocator aspect este că gravitația este o forță mult mai slabă în comparație cu alte forțe fundamentale precum electromagnetismul, atracțiile slabe și puternice și, prin urmare, G este extrem de dificil de măsurat. În plus, gravitația nu are nicio relație cunoscută cu alte forțe fundamentale, așa că nu este posibilă calcularea valorii acesteia indirect folosind alte constante (care pot fi calculate mai precis). Gravitația este singura interacțiune din natură care nu poate fi descrisă de teoria cuantică.
O valoare exactă a lui G
Într-un studiu recent publicat în Natură, oamenii de știință din China au produs cele mai apropiate rezultate pentru valoarea lui G. Cu mulți ani înainte de acest studiu, valoarea preexistentă a lui G a fost 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (Unități: metri cubi pe kilogram per al doilea pătrat). În studiul actual, cercetătorii au folosit metoda de feedback cu accelerația unghiulară și, de asemenea, metoda timpului de balansare pentru a putea apropia de a construi o valoare precisă și corectă. Rezultatele au fost 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 și 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 și aceste rezultate arată o abatere standard mică raportată vreodată în comparație cu valorile lui G în studiile anterioare. Abaterea standard este utilizată pentru a măsura cantitatea de variație dintr-un set de date. Deci, o abatere standard mai mică înseamnă că datele sunt strâns distribuite la valoarea medie, ceea ce înseamnă că nu există prea multă „abatere” în date, adică nu se schimbă prea mult.
Incertitudinea în jurul valorii lui G
Cercetătorii au afirmat că rezultatele lor ilustrează, de asemenea, „erori sistematice nedescoperite” în diferite metode existente. Ei subliniază că dintre toate metodele existente, cea mai preferată metodă implică interferometria – o metodă de interferență cu undele atomice – și această metodă ar trebui să fie concentrată pentru îmbunătățiri viitoare. Trebuie adoptate noi abordări precum cele prezentate în acest studiu pentru a înțelege pe deplin mistica valorii lui G și relevanța acesteia în domenii largi ale științelor fizice. Valoarea lui G în sine nu poate fi problema aici, ci incertitudinea care înconjoară valoarea sa. Acest lucru arată oarecum incapacitatea noastră de a măsura forțele slabe, cum ar fi gravitația și lipsa de înțelegere teoretică a gravitației.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Qing L et al 2018. Măsurătorile constantei gravitaționale folosind două metode independente. Natură. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
