Fysikere har opnået den første mest præcise og nøjagtige måling af Newtons gravitationskonstant G
gravitational Konstant angivet med bogstavet G optræder i Sir Isaac Newtons lov om universal gravitation som angiver, at to vilkårlige objekter udøver en gravitationel tiltrækningskraft på hinanden. Værdien af Newtonsk gravitationskonstant G (også kaldet Universal Gravitational Constant) bruges til at måle attraktiv gravitationskraft mellem to objekter. Det er et godt eksempel på en klassisk, men vedvarende udfordring i fysik, da det selv efter næsten tre århundreder stadig ikke er helt klart, hvordan værdien af G - en af de mest fundamentale konstanter i naturen - kan måles præcist med ensartet nøjagtighed. Værdien af G bestemmes ved at måle afstanden og massen af to genstande i forhold til deres tyngdekraft. Det er en ekstrem lille numerisk værdi på grund af det faktum, at tyngdekraften kun har betydning for objekter med stor masse. Det mest udfordrende aspekt er, at tyngdekraften er en meget svagere kraft sammenlignet med andre fundamentale kræfter som elektromagnetisme, svage og stærke tiltrækninger, og G er derfor ekstremt svær at måle. Ydermere har tyngdekraften ingen kendt sammenhæng med andre fundamentale kræfter, så det er ikke muligt at beregne dens værdi indirekte ved hjælp af andre konstanter (som kan beregnes mere præcist). Tyngdekraften er den eneste vekselvirkning i naturen, som ikke kan beskrives af kvanteteori.
En nøjagtig værdi af G
I en nylig undersøgelse offentliggjort i Natur, har videnskabsmænd fra Kina frembragt de nærmeste resultater for værdien af G. I mange år før denne undersøgelse har den eksisterende værdi af G været 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (Enheder: meter terninger pr. kilogram pr. anden kvadrat). I den aktuelle undersøgelse brugte forskere vinkel-acceleration feedback-metoden og også time-of-swing-metoden for at kunne komme tæt på at konstruere en præcis og korrekt værdi. Resultaterne var 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 og 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2, og disse resultater viser en lille standardafvigelse, der nogensinde er rapporteret, sammenlignet med værdier af G i tidligere undersøgelser. Standardafvigelse bruges til at måle mængden af variation i et sæt data. Så en mindre standardafvigelse betyder, at data er tæt fordelt på middelværdien, hvilket betyder, at der ikke er meget 'afvigelse' i dataene, dvs. det ændrer sig ikke meget.
Usikkerheden omkring værdien af G
Forskere har udtalt, at deres resultater også illustrerer "uopdagede systematiske fejl" i forskellige eksisterende metoder. De påpeger, at af alle eksisterende metoder involverer den mest foretrukne metode interferometri - en metode til at interferere med atombølger - og denne metode bør fokuseres på for fremtidige forbedringer. Nye tilgange som vist i denne undersøgelse skal vedtages for fuldt ud at forstå mystikken omkring værdien af G og dens relevans inden for brede områder af fysiske videnskaber. Værdien af G i sig selv er måske ikke problemet her, men usikkerheden, der omgiver dens værdi. Dette viser noget af vores manglende evne til at måle svage kræfter som tyngdekraft og manglende teoretisk forståelse af tyngdekraften.
***
Kilde (r)
Qing L et al 2018. Målinger af gravitationskonstanten ved hjælp af to uafhængige metoder. Natur. 560.DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
