Ein Pendel, das ist nicht wirklich etwas wie in der experimentPhoto: Ben Ostrowsky (Flickr)
Die Schwerkraft könnte Sie fühlen sich stark, wenn Sie drop eine bowling-Kugel auf Ihre Füße, aber ist in der Tat die schwächste Kraft. Vergleichen Sie es mit Elektromagnetismus: die ziehen alle Schwerkraft der Erde kann nicht aufhören, Sie von der Kommissionierung bis eine Büroklammer mit einem Kühlschrank-Magneten. Dass Schwäche macht die Schwerkraft unglaublich schwer zu Messen.
Ein team von Wissenschaftlern in China, die Berichterstattung, die Sie jetzt haben, ausgeführt, die eine präzise Messung der Schwerkraft die Kraft, noch durch die Messung von G, die newtonsche oder die Gravitationskonstante. G bezieht sich die Anziehungskraft zwischen zwei Objekten zu Ihren Massen und der Entfernung zwischen Ihnen. Die neue Messung ist wichtig sowohl für die high-Power-Atomuhren als auch die Studie von Universum, Erde Wissenschaft, oder jede Art von Wissenschaft, die sich auf die Schwerkraft in gewisser Weise.
Die gemessenen Werte durch das team “haben die kleinsten Unsicherheiten gemeldet, bis jetzt”, so das Papier in Nature veröffentlicht.
Bevor wir zu den Experimenten, ein wenig mehr über das, was G ist. Isaac Newton erkannte, dass die Schwerkraft die Kraft hängt von der Masse der beiden Objekte (wie ein planet und ein Mond) und schwächt im Verhältnis zu dem Abstand zwischen diesen Massen im Quadrat. Aber im Hinblick auf die Berechnung der tatsächlichen Gravitationskraft zwischen zwei Dingen, die Sie haben, multiplizieren Sie die kombinierte Massen geteilt durch den quadrierten Abstand von einer sehr, sehr, sehr kleine Zahl. Henry Cavendish zuerst indirekt gemessen, die Anzahl, G im späten 18ten Jahrhundert.
Angesichts der Tatsache, wie klein es ist, die Bestimmung des wahren Wertes von G ist sehr schwierig, und die vereinbarten Wert von der internationalen Committee on Data for Science and Technology (CODATA) ist viel weniger präzise als die Werte, die vereinbarten sonstigen zahlen, die die Wissenschaftler verwenden. Heute nutzen die Wissenschaftler einen Wert von .0000000000667408, geben oder nehmen 47 Teile-pro-million. Im wesentlichen wird die Berechnung mit dieser G ist wie der Versuch, zu malen, mit einer Fetten Pinsel im Vergleich zu anderen Experimenten, deren Konstanten sind wie die Malerei mit dünner Pinsel.
In der neuen Studie, die Wissenschaftler durchgeführt, die zwei unabhängige Berechnungen von G mit einem paar Pendel in einem Vakuum, Pendel-setup für jeden test. Jedes Pendel schwingt hin und her zwischen einem paar von massiven Objekten, deren Positionen verändert werden können.
Der Pendel Messen die Schwerkraft in zwei Richtungen. Erstens, Messen Sie die Differenz zwischen dem, wie schnell das Pendel schwingt, um die “Nähe”, oder parallelen position, verglichen mit den “weit” oder horizontalen position. Sie Messen auch, wie die Richtung der Pendel-Schaukel änderungen basierend auf den Zug der test Massen.
Offensichtlich werden die Experimente erfordern eine super empfindliche Detektoren und super gut kontrollierten setups, um zu bestimmen, genaue Werte für G. Jedes Teil muss speziell hergestellt, und als das einzig mögliche Kraft auf das Pendel aus der test-Massen. Zusätzlich wird das Labor in einem speziellen Raum in einer Höhle zur Kontrolle für mögliche Auswirkungen von sich ändernden Temperaturen.
Die Forscher endete die Messung 6.674184 und 6.674484 hundert Milliardstel (10-11) für die Zeit von schwingenden und Winkelbeschleunigung Methoden, beziehungsweise. Diese Maßnahmen waren beide sehr präzise sind, aber immer noch voneinander unterscheiden, aus unbekannten Gründen. Das könnte etwas damit zu tun hatte, die mit der Zeichenfolge verwendet, die für das Pendel.
Und dies sind nur zwei von vielen versucht zu berechnen, G, von denen viele nicht einverstanden sind. Als das Papier der Rezensent, Stephan Schlamminger vom National Institute of Standards and Technology schrieb in einem Kommentar:
“Li et al. führten Ihre Experimente mit großer Sorgfalt und gab eine detaillierte Beschreibung Ihrer Arbeit. Die Studie ist ein Beispiel für hervorragende Handwerkskunst, die in Präzisions-Messungen. Jedoch, der wahre Wert von G ist, bleibt unklar. Verschiedene Bestimmungen von G, die gemacht wurden, in den vergangenen 40 Jahren haben eine Breite Streuung der Werte. Obwohl einige der einzelnen relativen Unsicherheiten in der Größenordnung von 10 teilen pro million, die Differenz zwischen der kleinsten und größten Werte etwa 500 Teile pro million.
Die Wissenschaftler hoffen, um die genauesten Messungen der Massen, oder um zu verstehen, wie die Bewegung der Dinge unter dem Einfluss von Schwerkraft, müssen festzunageln G-Wert. Also, Sie gehen zu halten Sie arbeiten, bis dieser Wert ist sicher unbestritten.
[Natur]