Проведено новое, беспрецедентно точное измерение силы гравитации — Naked Science
30.08.2018
Редакция
3

Проведено новое, беспрецедентно точное измерение силы гравитации

Точное определение гравитационной постоянной поможет в будущих расчетах массы Земли и других космических объектов.

082718_mt_gravity-constant_feat1
©Wikipedia

В ходе двух экспериментов по вычислению незначительного гравитационного воздействия между объектами в лаборатории определили постоянную Ньютона — гравитационную постоянную, или G, — с точностью до 0,00116%. Ранее самая малая погрешность в любых измерениях этой величины составляла 0,00137%.

 

Новый набор значений G опубликован в свежем выпуске журнала Nature. Два значения несколько различаются и не объясняют, почему прошлые эксперименты по вычислению гравитационной постоянной приводили к таким разным результатам. Тем не менее исследователи смогут использовать новые значения вместе с другими расчетами G, чтобы понять, почему измерения этой ключевой постоянной такие уклончивые. Возможно, это поможет раз и навсегда уточнить силу гравитации.

 

Точное значение G, в котором масса и расстояние соотносятся с силой гравитации в Законе всемирного тяготения Ньютона, ускользало от ученых на протяжении веков. Все потому, что гравитационное притяжение между парой объектов в лабораторном эксперименте невероятно мало и подвержено гравитационному воздействию других объектов, находящихся поблизости, и зачастую заставляет исследователей сомневаться в точности своих измерений.

 

Общепринятое на сегодня значение G основано на измерениях последних 40 лет: 6,67408 × 10−11 метров в кубе на килограмм на секунду в квадрате. Погрешность этой цифры составляет 0,0047%, то есть она в тысячи раз менее точна, чем другие фундаментальные постоянные — неизменные, универсальные значения вроде заряда электрона или скорости света. Облако неопределенности, окружающее G, ограничивает возможности исследователей в определении масс небесных тел и значений других постоянных, основанных на гравитационной постоянной.

 

Экспериментальные аппараты для проведения эксперимента / © Huazhong University of Science and Technology

 

Физик Шан-Цин Ян из Хуаджонского университета науки и технологии в Ухане (Китай) и его коллеги измерили постоянную Ньютона при помощи двух инструментов, известных как торсионные маятники. У каждого устройства есть покрытая металлом кремниевая пластина, поддерживаемая тонким тросом и окруженная стальными сферами. Гравитационное притяжение между пластиной и сферами заставляет пластину вращаться на тросе по направлению к сферам.

 

Однако маятники были настроены несколько иначе, чтобы обеспечить два способа измерения G. В одном из них ученые измеряли постоянную посредством отслеживания скручивания троса, когда пластина сдвигалась к сферам. Другой маятник настроили так, чтобы металлическая пластина свисала с поворотного круга, благодаря вращению которого трос не скручивался. Во втором случае исследователи измеряли гравитационную постоянную, отслеживая вращение круга.

 

Чтобы получить наиболее точные результаты, ученые внесли коррекцию с учетом длинного списка незначительных помех — от легких вариаций в плотности материалов, использованных в изготовлении торсионных маятников, до сейсмических вибраций от землетрясений по всему миру.

 

Эксперименты с торсионными маятниками вывели два значения G: 6,674184 × 10−11 и 6,674484 × 10−11 метров в кубе на килограмм на секунду в квадрате, оба с погрешностью 0,00116%.

 

Повторение этого опыта и предыдущих для определения ранее неизвестных источников погрешности или же разработка новых техник по измерению гравитационной постоянной даст понять, почему расчеты этой фундаментальной постоянной все еще различаются.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 12:05
Ольга Иванова

Польские исследователи узнали, какой определяющий фактор стоит за убежденностью людей не вакцинироваться от коронавирусной инфекции.

3 часа назад
Сергей Васильев

Ученые показали, что удлинение суток ведет к более продуктивному фотосинтезу и, возможно, некогда помогло цианобактериям совершить кислородную революцию на древней Земле.

Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

28 июля
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария

беспрецедентно точное измерение, но значения отличаются. Почему?
Энергия притяжения тел зависит от нуклонного состава этих тел. Энергия вычисляется как количество взаимодействий равное числу нуклонов одного тела (протонов + нейтронов) умноженному на число нуклонов другого, умноженному на энергию одного взаимодействия е = 1,38*(m/M)^12 * h*c/R. Так как масса нейтрона больше массы протона, значить если нейтронов в теле избыток, то притяжение между ними больше обычного.
Скорей вчера темпиратуру померли , а сегодня другие беспрецедентные цифры . Ну не че век научные зарплаты получай , не будь лохом и может .идеров казнить будут . А это не накука это личное мнение с точными данными .
Подтвердить?
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: