Гравитационную постоянную измерят зондом, отправленным за пределы Солнечной системы — Naked Science
5 минут
Редакция

Гравитационную постоянную измерят зондом, отправленным за пределы Солнечной системы

Ученые предложили схему эксперимента по сверхточному измерению гравитационной постоянной в космосе. Задача требует отправки аппарата за пределы Солнечной системы, однако позволит получить цифру на несколько порядков более точную, чем известна сегодня.

1449122968695944
©Wikipedia

Гравитационная постоянная (G) определяет величину одного из четырех фундаментальных взаимодействий Вселенной. Ее значение измеряют мощными инструментами (атомными интерферометрами), однако любые лабораторные эксперименты проходят в гравитационном поле Земли, которое вносит большую неопределенность. В результате большинство основных физических констант установлено с куда большей точностью, чем G. А между тем ее значение важно для точных расчетов множества физических эффектов и явлений.

 

Более того, существуют гипотезы о том, что значение G не столь уж и постоянно, слегка меняясь в зависимости от времени, места и других параметров. И хотя эти идеи не находят широкой поддержки, их необходимо проверить, что требует исключительно точных измерений. Проделать это можно лишь за пределами Солнечной системы, где притяжение Солнца и планет достаточно мало и не будет вносить искажений в работу точных приборов.

 

Схему такого эксперимента предложила недавно международная группа ученых, в число которых вошел профессор Миссурийского университета Сергей Копейкин (интервью с ним можно прочесть в одном из недавних номеров Naked Science). Свои предложения физики описали в статье, опубликованной журналом Classical and Quantum Gravity.

 

Большой и тяжелый зонд для такого эксперимента не потребуется: авторы предлагают запустить свои инструменты в качестве попутной нагрузки с одной из планирующихся к отправке в дальний космос миссий. Оказавшись на достаточном удалении, в полет будет выпущено небольшое сферическое тело с сантиметровым отверстием, проходящим сквозь его центр. Предполагается, что в этом тоннеле, не касаясь его стен, то в одну, то в другую сторону будет двигаться небольшой объект-рефлектор.

 

Затем на «материнском» аппарате включится фемтосекундный лазер, который будет подсвечивать движущийся объект сверхкороткими импульсами излучения. Отраженные от рефлектора импульсы смогут улавливаться датчиками и дадут точные данные о периодичности его гармонических колебаний – эта величина зависит от G и позволит с огромной точностью рассчитать значение постоянной.

 

©Feldman et al., 2016

 

По расчетам авторов, такой космический эксперимент позволит установить величину G с неопределенностью на три порядка меньшей, чем она известна сегодня. Предел этой точности ставят уже куда более тонкие эффекты, нежели притяжение Земли: это и давление солнечного излучения, и приливные силы, действующие на объект, движущийся в гравитационном поле Солнца, и момент импульса, который сообщают объекту фотоны лазерных импульсов. Однако некоторые из них возможно компенсировать. Если, например, поместить сферическое тело в тень «материнского» аппарата, можно снизить давление солнечного излучения. Возможно, это позволит получить значение константы с еще большей точностью.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

5 часов назад
2 минуты
Илья Ведмеденко

Сегодня, в 13:15 (мск), NASA начнет трансляцию исторического события: первого полета вертолета Ingenuity, доставленного на Марс вместе с планетоходом Perseverance. Посмотреть трансляцию можно на нашем сайте.

Вчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

16 апреля
8 минут
Александр Березин

Исследователь из Гарварда проанализировал вероятность полного оледенения всей поверхности — включая экватор — для планет земного типа. Оказалось, это частый сценарий. И он может быть причиной уничтожения всей сложной жизни. Работа показывает неожиданную уязвимость нашей планеты для такого хода событий. По расчетам, в последние 20 тысяч лет Земля прошла буквально в нескольких градусах от полного и постоянного оледенения, исключающего выживание крупных наземных многоклеточных.

Вчера, 21:00
7 минут
Василий Парфенов

Уже этой осенью в путешествие отправится крупнейший из созданных человеком космических телескопов — JWST. Он не только сменит на «посту» стремительно устаревающего «Хаббла», но и существенно раздвинет границы нашего понимания Вселенной. Американские астрономы с помощью моделирования показали, насколько быстро этот научный инструмент сможет обнаружить биосигнатуры в атмосферах планет у других звезд.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

31 марта
51 минута
Александр Березин

Самый зловещий оружейный проект всех времен и народов — термоядерная торпеда, предназначенная для радиационного поражения огромных площадей и создания искусственного цунами. Никогда до этого ни одна страна даже не заявляла о намерении сделать нечто настолько опасное для живых существ. Поэтому российский проект «Посейдон», обещающий именно это, вызывает бурю эмоций. Однако тщательный технический анализ показывает: в реальности он будет совсем не таким, как об этом пишут в СМИ. Даже если он предназначен для радиационного поражения обширных площадей, оно не будет долгим. А уже через год «омытые» им районы будут абсолютно безопасны. Тем не менее новая система действительно изменит стратегический баланс на планете — но не так, как все думают. Попробуем разобраться в ситуации подробнее.

26 марта
12 минут
Василий Парфенов

Похоже, история с американскими военными и «неопознанными воздушными феноменами» только набирает обороты. Новое расследование раскрыло многократные встречи нескольких кораблей Военно-морского флота Соединенных Штатов с аномально ведущими себя летательными аппаратами. Причем происходило это вне пределов досягаемости для любого коммерческого дрона или иного известного компактного БПЛА.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: