Fysikere har oppnådd den første mest presise og nøyaktige målingen av Newtonsk gravitasjonskonstant G
De Gravitasjons Konstant betegnet med bokstaven G vises i Sir Isaac Newtons lov om universell gravitasjon som sier at alle to objekter utøver en gravitasjons tiltrekningskraft på hverandre. Verdien av Newtonsk gravitasjonskonstant G (også kalt Universal Gravitational Constant) brukes til å måle attraktiv gravitasjonskraft mellom to objekter. Det er et godt eksempel på en klassisk, men vedvarende utfordring innen fysikk, ettersom det etter nesten tre århundrer fortsatt ikke er helt klart hvordan verdien av G - en av de mest grunnleggende konstantene i naturen - kan måles nøyaktig med konsekvent nøyaktighet. Verdien av G bestemmes ved å måle avstanden og massen til to objekter i forhold til deres gravitasjonsattraksjon. Det er en ekstremt liten numerisk verdi på grunn av det faktum at gravitasjonskraften kun er signifikant for objekter med stor masse. Det mest utfordrende aspektet er at tyngdekraften er en mye svakere kraft sammenlignet med andre fundamentale krefter som elektromagnetisme, svake og sterke attraksjoner, og dermed er G ekstremt vanskelig å måle. Videre har tyngdekraften ingen kjent sammenheng med andre grunnleggende krefter, så det er ikke mulig å beregne verdien indirekte ved å bruke andre konstanter (som kan beregnes mer nøyaktig). Tyngdekraften er den eneste interaksjonen i naturen som ikke kan beskrives av kvanteteori.
En nøyaktig verdi av G
I en fersk studie publisert i Natur, har forskere fra Kina produsert de nærmeste resultatene for verdien av G. I mange år før denne studien har den eksisterende verdien av G vært 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (Enheter: meter terninger per kilogram pr. andre kvadrat). I den nåværende studien brukte forskerne vinkelakselerasjons-tilbakemeldingsmetoden og også time-of-swing-metoden for å kunne komme i nærheten av å konstruere en presis og korrekt verdi. Resultatene var 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 og 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2, og disse resultatene viser lite standardavvik som noen gang er rapportert sammenlignet med verdier av G i tidligere studier. Standardavvik brukes til å måle mengden variasjon i et sett med data. Så, et mindre standardavvik betyr at data er tett fordelt til middelverdien, noe som betyr at det ikke er mye "avvik" i dataene, dvs. at det ikke endrer seg mye.
Usikkerheten rundt verdien av G
Forskere har uttalt at resultatene deres også illustrerer «uoppdagede systematiske feil» i forskjellige eksisterende metoder. De påpeker at av alle eksisterende metoder involverer den mest foretrukne metoden interferometri - en metode for å forstyrre atombølger - og denne metoden bør fokuseres på for fremtidige forbedringer. Nye tilnærminger som vist i denne studien må tas i bruk for å fullt ut forstå mystikken rundt verdien av G og dens relevans i brede områder av fysiske vitenskaper. Verdien av G i seg selv er kanskje ikke problemet her, men usikkerheten som omgir verdien. Dette viser noe av vår manglende evne til å måle svake krefter som gravitasjon og manglende teoretisk forståelse av gravitasjon.
***
{Du kan lese den originale forskningsoppgaven ved å klikke på DOI-lenken nedenfor i listen over siterte kilder}
Source (s)
Qing L et al 2018. Målinger av gravitasjonskonstanten ved hjelp av to uavhengige metoder. Natur. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
