Fyzici provedli první nejpřesnější a nejpřesnější měření Newtonovy gravitační konstanty G
Projekt Gravitační Konstanta označená písmenem G se objevuje v univerzálním zákonu Sira Isaaca Newtona gravitace který říká, že jakékoli dva objekty vyvíjejí a gravitační síla přitažlivosti na sebe navzájem. Hodnota Newtonova gravitační konstanta G (také nazývaná univerzální gravitační konstanta) se používá k měření přitažlivé gravitační síly mezi dvěma objekty. Je to dobrý příklad klasické, ale trvalé výzvy ve fyzice, protože ani po téměř třech stoletích stále není zcela jasné, jak lze hodnotu G – jedné z nejzákladnějších konstant v přírodě – přesně měřit s konzistentní přesností. Hodnota G je určena měřením vzdálenosti a hmotnosti dvou objektů vzhledem k jejich gravitační přitažlivosti. Je to extrémně malá číselná hodnota vzhledem k tomu, že gravitační síla je významná pouze pro objekty s velkou hmotností. Nejnáročnějším aspektem je, že gravitace je mnohem slabší silou ve srovnání s jinými základními silami, jako je elektromagnetismus, slabé a silné přitažlivosti, a proto je G extrémně obtížné měřit. Dále, gravitace nemá žádný známý vztah s jinými základními silami, takže výpočet její hodnoty nepřímo pomocí jiných konstant (které lze vypočítat přesněji) není možný. Gravitace je jediná interakce v přírodě, kterou nelze popsat kvantovou teorií.
Přesná hodnota G
V nedávné studii publikované v Přírodavědci z Číny dosáhli nejbližších výsledků pro hodnotu G. Již mnoho let před touto studií byla předchozí hodnota G 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (jednotky: metry krychlové na kilogram na druhá na druhou). V současné studii výzkumníci použili metodu zpětné vazby s úhlovým zrychlením a také metodu času kolísání, aby se mohli přiblížit konstrukci přesné a správné hodnoty. Výsledky byly 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 a 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 a tyto výsledky ukazují malou standardní odchylku, která byla kdy hlášena ve srovnání s hodnotami G v dřívějších studiích. Směrodatná odchylka se používá k měření velikosti variace v souboru dat. Menší směrodatná odchylka tedy znamená, že data jsou těsně distribuována ke střední hodnotě, což znamená, že v datech není velká „odchylka“, tj. příliš se nemění.
Nejistota kolem hodnoty G
Výzkumníci uvedli, že jejich výsledky také ilustrují „neobjevené systematické chyby“ v různých existujících metodách. Zdůrazňují, že ze všech existujících metod je nejpreferovanější metodou interferometrie – metoda interference s atomovými vlnami – a na tuto metodu by se mělo zaměřit budoucí zlepšení. Je třeba přijmout nové přístupy, jako jsou ukázány v této studii, abychom plně porozuměli mystičnosti hodnoty G a jeho významu v širokých oblastech fyzikálních věd. Problémem zde nemusí být samotná hodnota G, ale nejistota, která jeho hodnotu obklopuje. To poněkud ukazuje naši neschopnost měřit slabé síly, jako je gravitace, a nedostatek teoretického porozumění gravitaci.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Qing L et al 2018. Měření gravitační konstanty pomocí dvou nezávislých metod. Příroda, 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
