Группа физиков использовала пару вибрирующих стержней для измерения гравитационной постоянной с невероятной точностью.
Хотя новый метод имеет относительно высокую неопределенность, они надеются, что будущие усовершенствования обеспечат новый путь к определению этой неуловимой константы.
Гравитационная постоянная, обозначаемая как G, является фундаментальным строительным блоком нашего понимания гравитации . Исаак Ньютон впервые ввел константу в свои уравнения, когда разработал свою универсальную теорию гравитации более 300 лет назад.
Константа говорит нам об основной силе гравитации или силе гравитационного притяжения между двумя объектами, находящимися на определенном расстоянии друг от друга и с заданными массами.
Мы не можем вычислить значение этой константы из какой-либо теории. Мы можем обнаружить это только посредством измерений и экспериментов.
Но поскольку гравитация — самая слабая из сил, наши знания о значении гравитационной постоянной относительно неточны.
«Единственный вариант разрешения этой ситуации — измерить гравитационную постоянную с помощью как можно большего количества различных методов», — объясняет Юрг Дуал, профессор кафедры машиностроения и технологического проектирования Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Дуал возглавил группу по разработке нового метода измерения гравитационной постоянной .
Дуал и его команда начали с подвесного металлического стержня. Затем они вибрировали стержень и измеряли, насколько сильно вибрировал соседний стержень. Две полоски не соприкасались. Вместо этого, когда первый стержень вибрировал, он излучал гравитационные волны , которые приводили в движение другой стержень.
Это новый способ измерения гравитационной постоянной, основанный на динамической системе, а не на статической.
В статических системах вам также приходится бороться с гравитационным влиянием буквально всего остального во Вселенной. С динамической системой физики могли гораздо лучше изолировать свои измерения.
Измерение гравитационной постоянной, полученное командой, примерно на 2,2 процента выше принятого в настоящее время значения, но оно имеет большую неопределенность.
«Чтобы получить надежное значение, нам по-прежнему необходимо значительно уменьшить эту неопределенность. Мы уже проводим измерения с немного модифицированной экспериментальной установкой, чтобы мы могли определить константу с еще большей точностью», — пояснил Дуал. .
Дуал и его команда надеются, что новая методика окупится, обеспечив полностью независимое измерение гравитационной постоянной. Улучшенное измерение поможет физикам понять все, от гравитационных волн, излучаемых далекими черными дырами , до фундаментальной природы самой гравитации.