Kad ir kaip b?t? keista, tyrin?tojai visada tur?jo problem? d?l tikslaus gravitacin?s konstantos nustatymo. Straipsnio autoriai kalba apie tris ?imtus ankstesni? bandym? tai padaryti, ta?iau visi jie l?m? vertybes, kurios nesutapo su kitomis. Net ir pastaraisiais de?imtme?iais, kai matavim? tikslumas gerokai i?augo, situacija i?liko ta pati – duomenys, kaip ir anks?iau, atsisak? sutapti tarpusavyje.

Pagrindinis matavimo metodas G i?liko nepakit?s nuo 1798 m., kai Henry Cavendish nusprend? tam naudoti sukimo (arba torsiono) balans?. I? mokyklos kurso ?inoma, kokia buvo tokia instaliacija. Stikliniame dangtelyje ant metro ilgio pasidabruoto vario gijos kabojo medinis jungas i? ?vino rutuliuk?, kuri? kiekvienas sv?r? 775 g.

„Wikimedia Commons“ vertikali s?rankos skyrius (pie?inio kopija i? G. Cavendish ataskaitos „Eksperimentai ?em?s tankiui nustatyti“, paskelbta Londono karali?kosios draugijos 1798 m. leidinyje (II dalis), 88 tomas, p. 469–526)

? juos buvo atne?ti 49,5 kg sveriantys ?vininiai rutuliukai, o veikiant gravitacin?ms j?goms, svirtis buvo pasisukusi tam tikru kampu, kur? ?inant ir ?inant sriegio standum?, buvo galima apskai?iuoti gravitacin?s j?gos vert?. pastovus.

Problema buvo ta, kad, pirma, gravitacin? trauka yra labai ma?a, be to, rezultat? gali paveikti kitos mas?s, ? kurias nebuvo atsi?velgta eksperimente ir nuo kuri? nebuvo ?manoma apsisaugoti.

Antrasis minusas, kaip beb?t? keista, susived? ? tai, kad atne?amose mas?se atomai nuolat jud?jo, o esant nedideliam gravitacijos poveikiui, ?is efektas taip pat tur?jo ?takos.

Mokslininkai nusprend? prid?ti savo metod? prie i?radingos, ta?iau ?iuo atveju nepakankamos Cavendish id?jos ir papildomai panaudojo kit? prietais? – kvantin? interferometr?, fizikoje ?inom? kaip SQUID. (i? angl? kalbos SQUID, Superconducting Quantum Interference Device – „superlaidus kvantinis interferometras“; pa?od?iui i?vertus i? angl? kalbos squid – „squid“; itin jautr?s magnetometrai, naudojami labai silpniems magnetiniams laukams matuoti).

?is prietaisas stebi minimalius nukrypimus nuo magnetinio lauko.

50 kg volframo rutul? lazeriu u??ald? iki absoliu?iam nuliui artim? temperat?r?, steb?dami atom? jud?jimo ?iame rutulyje magnetinio lauko poky?ius ir taip pa?alindami j? ?tak? matavimo rezultatui, tyr?jai gavo 2000 m. gravitacin? konstant? 150 promili? tikslumu, tada yra 15 t?kstant?j? procent?. Dabar ?ios konstantos reik?m?, anot mokslinink?, yra 6,67191(99) 10 -11 m 3 s -2 kg -1. Ankstesn? vert? G buvo 6,67384(80) 10 -11 m 3 s -2 kg -1.

Ir tai gana keista.

Gravitacin? konstanta yra pagrindas kitiems fiziniams ir astronominiams dyd?iams, pavyzd?iui, Visatos planet?, ?skaitant ?em?, ir kit? kosmini? k?n? mases paversti tradiciniais matavimo vienetais, ir iki ?iol visada yra kitoks. 2010 m., kuriame amerikie?i? mokslininkai Haroldas Parksas ir Jamesas Fulleris pasi?l? atnaujint? vert? 6,67234(14) 10 -11 m 3 s -2 kg -1. ?i? vert? jie gavo lazeriniu interferometru u?registrav? atstum? poky?ius tarp ant styg? pakabint? ?vytuokli?, kai jos svyruoja keturi? volframo cilindr? – gravitacinio lauko ?altini? – at?vilgiu, kuri? kiekvieno mas? po 120 kg. Antroji interferometro rankena, kuri buvo atstumo standartas, buvo pritvirtinta tarp ?vytuokli? pakabos ta?k?. Parkso ir Fullerio gauta vert? pasirod? esanti trimis standartiniais nuokrypiais ma?esn? u? vert? G rekomenduojama 2008 m Mokslo ir technologij? duomen? komitetas (CODATA), bet atitinka ankstesn? CODATA reik?m?, ?vest? 1986 m. Tada prane?? kad 1986–2008 m. ?vykusi? G vert?s per?i?r? l?m? pakabos sriegi? neelastingumo tyrimai sukimo balansuose.

Norint paai?kinti stebim? Visatos evoliucij? esam? teorij? r?muose, reikia daryti prielaid?, kad kai kurios pagrindin?s konstantos yra pastovesn?s u? kitas.

Daugelyje pagrindini? fizini? konstant? – ?viesos grei?io, Planko konstantos, elektrono kr?vio ir mas?s – gravitacin? konstanta ka?kaip i?siskiria. Netgi jo matavimo istorija su klaidomis apra?yta garsiosiose enciklopedijose Britannica ir Larousse, jau nekalbant apie „Fizin? enciklopedij?“. I? atitinkam? straipsni? juose skaitytojas su?inos, kad jo skaitin? reik?m? 1797–1798 m. preciziniais eksperimentais pirm? kart? nustat? ?ymus angl? fizikas ir chemikas Henris Kavendi?as (Henry Cavendish, 1731–1810), Devon?yro hercogas. Ties? sakant, Cavendish i?matavo vidutin? ?em?s tank? (jo duomenys, beje, skiriasi tik puse procento nuo ?iuolaikini? tyrim? rezultat?). Tur?dami informacijos apie ?em?s tank?, galime nesunkiai apskai?iuoti jos mas?, o ?inodami mas? – nustatyti gravitacin? konstant?.

Intriga ta, kad Cavendish laikais gravitacin?s konstantos samprata dar neegzistavo, o visuotin?s gravitacijos d?snis nebuvo priimtas ra?yti mums pa??stama forma. Prisiminkite, kad gravitacin? j?ga yra proporcinga gravitacini? k?n? masi? sandaugai ir atvirk??iai proporcinga atstumo tarp ?i? k?n? kvadratui, o proporcingumo koeficientas yra b?tent gravitacin? konstanta. Tokia Niutono d?snio ra?ymo forma atsiranda tik XIX a. O pirmieji eksperimentai, kuri? metu buvo matuojama gravitacin? konstanta, buvo atlikti jau am?iaus pabaigoje – 1884 m.

Kaip pa?ymi rus? mokslo istorikas Konstantinas Tomilinas, gravitacin? konstanta nuo kit? pagrindini? konstant? skiriasi dar ir tuo, kad su ja nesusieta jokio fizinio dyd?io nat?rali skal?. Tuo pa?iu ?viesos greitis lemia grei?io ribin? vert?, o Planko konstanta – minimal? veikimo pokyt?.

Ir tik gravitacin?s konstantos at?vilgiu buvo i?kelta hipotez?, kad jos skaitin? reik?m? laikui b?gant gali keistis. Pirm? kart? ?i? id?j? 1933 m. suformulavo angl? astrofizikas Edwardas Milne'as (Edwardas Arthuras Milne'as, 1896-1950), o 1937 m. - garsus angl? fizikas teoretikas Paulas Dirakas (Paul Dirac, 1902-1984), taip. vadinama „did?i?j? skai?i? hipoteze“ – teigiama, kad su kosmologiniu laiku gravitacin? konstanta ma??ja. Dirako hipotez? u?ima svarbi? viet? XX am?iaus teorin?s fizikos istorijoje, ta?iau daugiau ar ma?iau patikimo eksperimentinio jos patvirtinimo n?ra ?inoma.

Tiesiogiai su gravitacine konstanta susijusi vadinamoji „kosmologin? konstanta“, kuri pirm? kart? pasirod? Alberto Ein?teino bendrosios reliatyvumo teorijos lygtyse. Su?inoj?s, kad ?ios lygtys apib?dina arba besiple?ian?i?, arba besitraukian?i? visat?, Ein?teinas prie lyg?i? dirbtinai prid?jo „kosmologin? termin?“, kuris u?tikrino stacionari? sprendim? egzistavim?. Jo fizin? prasm? buvo suma?inta iki j?gos, kuri kompensuoja visuotin?s gravitacijos j?gas ir pasirei?kia tik labai dideliais masteliais, egzistavim?. Stacionarios Visatos modelio gedimas Ein?teinui tapo akivaizdus po to, kai buvo paskelbti amerikie?i? astronomo Edvino Hablo (Edwin Powell Hubble, 1889–1953) ir soviet? matematiko Aleksandro Fridmano darbai, kurie ?rod? kitokio modelio pagr?stum?. pagal kuri? Visata ple?iasi laike. 1931 metais Ein?teinas atsisak? kosmologin?s konstantos, priva?iai pavadindamas j? „did?iausia savo gyvenimo klaida“.

Ta?iau istorija tuo nesibaig?. Nusta?ius, kad Visatos pl?timasis spart?ja pastaruosius penkis milijardus met?, antigravitacijos egzistavimo klausimas v?l tapo aktualus; kartu su ja ? kosmologij? sugr??o ir kosmologin? konstanta. Tuo pa?iu metu ?iuolaikiniai kosmologai antigravitacij? sieja su vadinamosios „tamsiosios energijos“ buvimu Visatoje.

Neseniai Londono imperatori?kajame koled?e vykusioje konferencijoje apie nei?spr?stas standartinio kosmologijos modelio problemas buvo intensyviai diskutuojama apie gravitacin? konstant?, kosmologin? konstant? ir „tamsi?j? energij?“. Viena i? radikaliausi? hipotezi? buvo suformuluota Philipo Mannheimo, daleli? fiziko i? Konektikuto universiteto Storrs mieste, prane?ime. Ties? sakant, Manheimas pasi?l? atimti i? gravitacin?s konstantos visuotin?s konstantos status?. Remiantis jo hipoteze, gravitacin?s konstantos „lentel?s vert?“ nustatoma laboratorijoje, esan?ioje ?em?je, ir ji gali b?ti naudojama tik Saul?s sistemoje. Kosmologiniu mastu gravitacin? konstanta turi kitoki?, daug ma?esn? skaitin? reik?m?, kuri? galima apskai?iuoti elementari?j? daleli? fizikos metodais.

Pristatydamas savo hipotez? kolegoms, Manheimas pirmiausia siek? priartinti kosmologijai labai aktualios „kosmologin?s konstantos problemos“ sprendim?. ?ios problemos esm? yra tokia. Remiantis ?iuolaikin?mis koncepcijomis, kosmologin? konstanta apib?dina Visatos pl?timosi greit?. Jo skaitin? reik?m?, teori?kai nustatyta kvantinio lauko teorijos metodais, yra 10 120 kart? didesn? nei gauta i? steb?jim?. Teorin? kosmologin?s konstantos vert? yra tokia didel?, kad esant atitinkamam Visatos pl?timosi grei?iui, ?vaig?d?s ir galaktikos tiesiog neb?t? sp?jusios susiformuoti.

Manheimas savo hipotez? apie dviej? skirting? gravitacini? konstant? – Saul?s sistemos ir tarpgalaktini? masteli? – egzistavim? pagrind?ia taip. Anot jo, i? tikr?j? steb?jimuose nustatoma ne pati kosmologin? konstanta, o koks nors dydis, proporcingas kosmologin?s konstantos ir gravitacin?s konstantos sandaugai. Tarkime, kad tarpgalaktin?se skal?se gravitacin? konstanta yra labai ma?a, o kosmologin?s konstantos reik?m? atitinka apskai?iuot?j? ir yra labai didel?. ?iuo atveju dviej? konstant? sandauga gali b?ti nedidel?, o tai neprie?tarauja steb?jimams. „Galb?t laikas nustoti laikyti kosmologin? konstant? ma?a, – sako Manheimas, – tiesiog sutikite, kad ji didel?, ir eikite toliau. ?iuo atveju „kosmologin?s konstantos problema“ i?spr?sta.

Manheimo sprendimas atrodo paprastas, ta?iau u? j? reikia mok?ti labai didel? kain?. Kaip pa?ymi Zeeya Merali knygoje „Dvi konstantos yra geriau nei viena“, kuri? 2007 m. baland?io 28 d. paskelb? New Scientist, ?vesdamas dvi skirtingas skaitines gravitacin?s konstantos reik?mes, Manheimas nei?vengiamai turi atsisakyti Ein?teino bendrosios reliatyvumo lyg?i?. Be to, Manheimo hipotez? daro perteklin? daugumos kosmolog? priimt? „tamsiosios energijos“ s?vok?, nes nedidel? gravitacin?s konstantos reik?m? kosmologin?se skal?se savaime yra lygiavert? antigravitacijos egzistavimo prielaidai.

Keithas Horne'as i? Did?iosios Britanijos universiteto ?v. Andrew (St. Andrew universitetas) sveikina Manheimo hipotez?, nes joje naudojami pagrindiniai daleli? fizikos principai: „Tai labai eleganti?ka ir b?t? puiku, jei ji pasirodyt? teisinga“. Horno nuomone, ?iuo atveju gal?tume sujungti daleli? fizik? ir gravitacijos teorij? ? vien? labai patraukli? teorij?.

Ta?iau ne visi su ja sutinka. „New Scientist“ cituoja kosmolog? Tom? Shanks?, sakius?, kad kai kurie rei?kiniai, kurie labai tinka standartiniam modeliui, pavyzd?iui, neseniai atlikti CMB matavimai ir dvejetaini? pulsar? jud?jimas, grei?iausiai nebus taip lengvai paai?kinami Manheimo teorijoje.

Pats Manheimas neneigia problem?, su kuriomis susiduria jo hipotez?, ta?iau pa?ymi, kad, palyginti su standartinio kosmologinio modelio sunkumais, jo nuomone, jos yra daug ma?iau reik?mingos: „?imtai kosmolog? j? kuria, ta?iau tai nepatenkinama 120 dyd?i? kategorij?. .

Pa?ym?tina, kad Manheimas rado tam tikr? skai?i? j? palaikan?i? ?alinink?, kad b?t? pa?alintas blogiausias. Blogiausiu atveju jie priskyr? hipotez?, kuri? 2006 metais i?k?l? Paulas Steinhardtas (Paul Steinhardt) i? Prinstono universiteto (Princetono universitetas) ir Neilas Turokas (Neil Turok) i? Kembrid?o (Kembrid?o universitetas), pagal kuri? Visata periodi?kai gimsta ir i?nyksta. , ir kiekviename i? cikl? (trunkantis trilijon? met?) turi savo Did?j? sprogim?, ir tuo pa?iu kiekviename cikle kosmologin?s konstantos skaitin? reik?m? yra ma?esn? nei ankstesniame. Labai nereik?minga kosmologin?s konstantos vert?, u?fiksuota steb?jimuose, rei?kia, kad m?s? Visata yra labai tolima grandis labai ilgoje besiformuojan?i? ir nykstan?i? pasauli? grandin?je ...

Qing Li ir kt. / gamta

Kinijos ir Rusijos fizikai gravitacin?s konstantos paklaid? suma?ino keturis kartus – iki 11,6 milijono dali?, suk?r? dvi i? esm?s skirting? eksperiment? serijas ir suma?in? sistemines klaidas, kurios i?kreipia rezultatus. Straipsnis publikuotas m Gamta.

Pirm? kart? gravitacin? konstanta G, kuris yra Niutono visuotin?s gravitacijos d?snio dalis, 1798 metais i?matavo brit? eksperimentinis fizikas Henry Cavendish. Tam mokslininkas panaudojo dvasininko Johno Michello pastatyt? torsionin? balans?. Papras?iausias sukimo balansas, kurio konstrukcij? 1777 metais i?rado Charlesas Coulombas, susideda i? vertikalaus sriegio, ant kurio pakabinamas ?viesos spindulys su dviem svarmenimis galuose. Jei prie svarmen? pritrauksite du masyvius k?nus, veikiamas traukos j?gos, rokeris prad?s suktis; i?matavus sukimosi kamp? ir susiejant j? su k?n? mase, sriegio tamprumo savyb?mis ir instaliacijos matmenimis, galima apskai?iuoti gravitacin?s konstantos reik?m?. I?spr?sdami atitinkam? problem?, galite i?samiau suprasti sukimo svarstykli? mechanik?.

Cavendish gauta konstantos vert? buvo G\u003d 6,754 x 10 -11 niuton? kvadratiniam metrui vienam kilogramui, o santykin? eksperimento paklaida nevir?ijo vieno procento.

Sukimo balanso modelis, kuriuo Henry Cavendish pirm? kart? i?matavo gravitacin? trauk? tarp laboratorini? k?n?

Mokslo muziejus / Mokslo ir visuomen?s paveiksl? biblioteka

Nuo to laiko mokslininkai atliko daugiau nei du ?imtus eksperiment?, skirt? i?matuoti gravitacin? konstant?, ta?iau j? tikslumo ?enkliai pagerinti nepavyko. ?iuo metu Mokslo ir technologij? duomen? komiteto (CODATA) priimta konstantos reik?m?, apskai?iuota i? 14 tiksliausi? per pastaruosius 40 met? eksperiment? rezultat?, yra G\u003d 6,67408 (31) x 10–11 niuton? kvadratiniam metrui vienam kilogramui (skliausteliuose nurodyta paskutini? mantisos skaitmen? paklaida). Kitaip tariant, jo santykin? paklaida yra apytiksliai lygi 47 dalims i? milijono, o tai tik ?imt? kart? ma?esn? u? Cavendish eksperimento paklaid? ir daugybe eilu?i? didesn? u? kit? pagrindini? konstant? paklaid?. Pavyzd?iui, Plancko konstantos matavimo paklaida nevir?ija 13 dali? milijardui, Boltzmanno konstantos ir elementariojo kr?vio – 6 dalys per milijard?, ?viesos grei?io – 4 dali? milijardui. Tuo pa?iu metu fizikai labai svarbu ?inoti tiksli? konstantos reik?m? G, nes ji atlieka pagrindin? vaidmen? kosmologijoje, astrofizikoje, geofizikoje ir net daleli? fizikoje. Be to, d?l didel?s konstantos paklaidos sunku i? naujo apibr??ti kit? fizini? dyd?i? vertes.

Grei?iausiai ma?as konstantos tikslumas G yra susij?s su gravitacin?s traukos j?g?, atsirandan?i? atliekant ant?eminius eksperimentus, silpnumu – d?l to sunku tiksliai i?matuoti j?gas ir d?l ?rengini? projektavimo atsiranda dideli? sistemini? klaid?. Vis? pirma, kai kuri? eksperiment?, naudot? CODATA vertei apskai?iuoti, prane?ta klaida nevir?ijo 14 milijonini? dali?, ta?iau skirtumas tarp j? rezultat? siek? 550 milijon? dali?. ?iuo metu n?ra teorijos, kuri gal?t? paai?kinti tok? didel? rezultat? i?sibarstym?. Labiausiai tik?tina, kad kai kuriuose eksperimentuose mokslininkai nepasteb?jo kai kuri? veiksni?, kurie i?kraip? konstantos reik?mes. Tod?l eksperimentuojantiems fizikams belieka suma?inti sistemines klaidas, suma?inti i?orin? poveik? ir kartoti matavimus i? esm?s skirtingos konstrukcijos s?rankose.

B?tent tok? darb? atliko Jun Luo vadovaujama mokslinink? grup? i? Centrin?s Kinijos mokslo ir technologij? universiteto, dalyvaujant Maskvos valstybinio universiteto AAI vadovui Vadimui Milyukovui.

Siekdami suma?inti klaid?, mokslininkai pakartojo eksperimentus su keliais ?renginiais, kuri? dizainas i? esm?s skiriasi ir parametr? reik?m?s skiriasi. Pirmojo tipo ?renginiuose konstanta buvo matuojama naudojant TOS (svyravimo laiko) metod?, kuriame vert? G nulemtas sukimo balanso svyravim? da?nio. Siekiant pagerinti tikslum?, da?nis matuojamas dviem skirtingoms konfig?racijoms: „artimoje“ konfig?racijoje i?orin?s mas?s yra artimos svarstykli? pusiausvyros pad??iai (?i konfig?racija parodyta paveiksl?lyje), o „toli“ konfig?racijoje, jie yra statmeni pusiausvyros pad??iai. D?l to svyravim? da?nis „toli“ konfig?racijoje pasirodo ?iek tiek ma?esnis nei „artimoje“ konfig?racijoje, ir tai leid?ia patikslinti vert? G.

Kita vertus, antrojo tipo ?renginiai r?m?si AAF (kampinis pagreitis-gr??tamasis ry?ys) metodu – ?iuo metodu sukimo balanso sija ir i?orin?s mas?s sukasi nepriklausomai, o j? kampinis pagreitis matuojamas naudojant gr??tamojo ry?io valdymo sistem?, kuri palaiko si?las nesusuktas. Tai leid?ia atsikratyti sistemini? klaid?, susijusi? su sriegio nehomogeni?kumu ir jo elastini? savybi? neapibr??tumu.

Gravitacin?s konstantos matavimo eksperimentini? s?rank? schema: TOS metodas (a) ir AAF (b)

Qing Li ir kt. / gamta

Eksperimentini? s?rank?, skirt? gravitacijos konstantai matuoti, nuotraukos: TOS (a–c) ir AAF (d–f) metodai

Qing Li ir kt. / gamta

Be to, fizikai steng?si suma?inti galimas sistemines klaidas. Pirma, jie patikrino, ar eksperimentuose dalyvaujantys gravitaciniai k?nai i? ties? yra vienaly?iai ir artimi sferinei formai – naudodamiesi skenuojan?iu elektroniniu mikroskopu jie nustat? k?n? erdvinio tankio pasiskirstym?, taip pat i?matavo atstum? tarp geometrinio centro ir sferos centro. mas? dviem nepriklausomais metodais. D?l to mokslininkai ?sitikino, kad tankio svyravimai nevir?ija 0,5 promil?s, o ekscentri?kumas – vienos milijonin?s dalies. Be to, prie? kiekvien? eksperiment? mokslininkai sferas pasuko atsitiktiniu kampu, kad kompensuot? tr?kumus.

Antra, fizikai atsi?velg? ? tai, kad magnetinis slopintuvas , naudojamas nulinio re?imo kaitinamojo si?lelio virpesiams slopinti, gali pad?ti matuoti konstant?. G, o v?liau pakeit? jo dizain? taip, kad ?is ?na?as nevir?yt? keli? promili?.

Tre?ia, mokslininkai masi? pavir?i? padeng? plonu aukso folijos sluoksniu, kad atsikratyt? elektrostatini? efekt?, ir perskai?iavo sukimo balanso inercijos moment?, kad b?t? atsi?velgta ? folij?. Eksperimento metu steb?dami ?renginio dali? elektrostatinius potencialus, fizikai patvirtino, kad elektros kr?viai neturi ?takos matavimo rezultatams.

Ketvirta, mokslininkai atsi?velg? ? tai, kad taikant AAF metod? ore atsiranda sukimasis, ir pakoregavo svirties jud?jim?, kad b?t? atsi?velgta ? oro pasiprie?inim?. Taikant TOS metod?, visos s?rankos dalys buvo vakuumin?je kameroje, tod?l ? tokius efektus buvo galima nepaisyti.

Penkta, eksperimento dalyviai viso eksperimento metu palaik? pastovi? s?rankos temperat?r? (svyravimai nevir?ijo 0,1 laipsnio Celsijaus), taip pat nuolat matavo sriegio temperat?r? ir koregavo duomenis, atsi?velgdami ? vos pastebimus jo elastini? savybi? poky?ius.

Galiausiai mokslininkai atsi?velg? ? tai, kad metalin? rutuli? danga leid?ia jiems s?veikauti su ?em?s magnetiniu lauku, ir ?vertino ?io poveikio mast?. Eksperimento metu mokslininkai kas sekund? perskait? visus duomenis, ?skaitant sriegio sukimosi kamp?, temperat?r?, oro tankio svyravimus ir seisminius trikd?ius, o tada suk?r? vis? vaizd? ir apskai?iavo konstantos reik?m?. G.

Mokslininkai pakartojo kiekvien? eksperiment? daug kart? ir apskai?iavo rezultat? vidurk?, tada pakeit? s?rankos parametrus ir prad?jo cikl? i? naujo. Vis? pirma, mokslininkai atliko eksperimentus naudodami TOS metod? keturiems skirtingo skersmens kvarciniams si?lams, o trijuose eksperimentuose su AAF schema mokslininkai pakeit? moduliuojan?io signalo da?n?. Fizikai prireik? ma?daug met?, kad patikrint? kiekvien? vert?, o i? viso eksperimentas truko daugiau nei trejus metus.

a) sukimo balanso svyravimo laikotarpio priklausomyb? nuo laiko taikant TOS metod?; alyviniai ta?kai atitinka "artim?" konfig?racij?, m?lyni ta?kai atitinka "tolim?". b) ?vairi? TOS nustatym? gravitacin?s konstantos vidutin?s vert?s

Rusijos ir Kinijos mokslininkai patobulino gravitacin? konstant? naudodami du nepriklausomus metodus. Tyrimo rezultatai skelbiami ?urnale Nature.

Gravitacin? konstanta G yra viena i? pagrindini? fizikos konstant?, kuri naudojama skai?iuojant materiali? k?n? gravitacin? s?veik?. Pagal Niutono visuotin?s traukos d?sn?, dviej? materiali? ta?k? gravitacin? s?veika yra proporcinga j? masi? sandaugai ir atvirk??iai proporcinga atstumo tarp j? kvadratui. ? ?i? formul? ?trauktas ir pastovus koeficientas – gravitacin? konstanta G. Dabar astronomai mases ir atstumus gali i?matuoti daug tiksliau nei gravitacin? konstant?, tod?l visi gravitacijos tarp k?n? skai?iavimai kaup? sistemin? paklaid?. Tik?tina, kad paklaida, susijusi su gravitacine konstanta, turi ?takos ir atom? ar elementari?j? daleli? s?veikos tyrimui.

Fizikai ne kart? matavo ?? kiek?. Naujajame darbe tarptautin? mokslinink? komanda, kurioje dalyvavo Valstybinio astronomijos instituto P.K. Sternbergo (GAISH) Maskvos valstybinis universitetas nusprend? patobulinti gravitacin? konstant? dviem metodais ir sukimo ?vytuokle.

„Eksperimente, skirtame i?matuoti gravitacin? konstant?, reikia atlikti absoliu?ius trij? fizikini? dyd?i? matavimus: mas?s, ilgio ir laiko“, – komentuoja vienas i? tyrimo autori? Vadimas Miljukovas i? AAI. – Absoliu?ius matavimus visada galima nusverti sistemin?mis paklaidomis, tod?l buvo svarbu gauti du nepriklausomus rezultatus. Jei jie sutampa, tada yra pasitik?jimo, kad jie yra laisvi nuo sistemingumo. M?s? rezultatai sutampa vienas su kitu trij? standartini? nuokrypi? lygiu.

Pirmasis tyrimo autori? naudojamas metodas yra vadinamasis dinaminis metodas (angl. time-of-swing method, ToS). Mokslininkai apskai?iavo, kaip kei?iasi sukimo virpesi? da?nis priklausomai nuo dviej? bandom?j? k?n?, kurie buvo mas?s ?altiniai, pad?ties. Jei atstumas tarp bandom?j? k?n? ma??ja, j? s?veikos stiprumas did?ja, kas i?plaukia i? gravitacin?s s?veikos formul?s. D?l to did?ja ?vytuokl?s virpesi? da?nis.

Eksperimentin?s s?rankos su sukimo ?vytuokle schema

Q. Li, C. Xie, J.-P. Liu ir kt.

Taikydami ?? metod?, mokslininkai atsi?velg? ? ?vytuokl?s pakabos sriegio elastingumo savybi? ind?l? ? matavimo paklaidas ir band? jas i?lyginti. Eksperimentai buvo atlikti dviem nepriklausomais ?renginiais, esan?iais 150 m atstumu vienas nuo kito. Pirmajame mokslininkai i?band? tris skirtingus pakabos gij? pluo?tus, kad patikrint? galimas med?iagos sukeltas klaidas. Antrasis tur?jo reik?ming? dizaino pakeitim?: mokslininkai naudojo nauj? silikatin? pluo?t?, kitok? ?vytuokli? ir svarmen? rinkin?, kad ?vertint? klaidas, kurios priklauso nuo ?rengimo.

Antrasis metodas, naudojamas matuoti G, yra kampinio pagrei?io gr??tamojo ry?io (AAF) metodas. Jis matuoja ne virpesi? da?n?, o bandom?j? k?n? sukelt? svyruokl?s kampin? pagreit?. ?is G matavimo b?das n?ra naujas, ta?iau siekdami padidinti skai?iavimo tikslum?, mokslininkai kardinaliai pakeit? eksperimentin?s s?rangos dizain?: aliuminio stov? pakeit? stikliniu, kad kaitinant med?iaga nesipl?st?. Kaip bandomoji mas? buvo naudojamos kruop??iai nupoliruotos ner?dijan?io plieno sferos, kuri? forma ir vienodumas buvo artimos idealiai.

Siekdami suma?inti ?mogi?kojo faktoriaus vaidmen?, mokslininkai pakartotinai matavo beveik visus parametrus. Jie taip pat i?samiai i?tyr? temperat?ros ir vibracijos poveik? sukimosi metu atstumui tarp bandom?j? k?n?.

Eksperiment? metu gautos gravitacin?s konstantos reik?m?s (AAF - 6,674484(78)x10 -11 m 3 kg -1 s -2 ; ToS - 6,674184(78) x 10 -11 m 3 kg -1 s -2) sutampa vienas su kitu trij? standartini? nuokrypi? lygyje. Be to, abu turi ma?iausi? neapibr??t? i? vis? anks?iau nustatyt? ver?i? ir atitinka vert?, kuri? 2014 m. rekomendavo Mokslo ir technologij? duomen? komitetas (CODATA). ?ie tyrimai, pirma, labai prisid?jo prie gravitacin?s konstantos nustatymo, antra, parod?, koki? pastang? reik?s ateityje norint pasiekti dar didesn? tikslum?.

Ar jums patiko med?iaga? „Yandex.News“ „Mano ?altiniuose“ ir skaitykite mus da?niau.

Prane?imus spaudai apie mokslinius tyrimus, informacij? apie naujausius publikuotus mokslinius straipsnius ir prane?imus apie konferencijas, duomenis apie laim?tas stipendijas ir apdovanojimus pra?ome si?sti el. [apsaugotas el. pa?tas] Interneto svetain?.

proporcingumo koeficientas G Niutono gravitacijos d?sn? i?rei?kian?ioje formul?je F=G mm / r2, kur F- gravitacijos j?ga, M ir m- pritraukt? k?n? mas?s, r- atstumas tarp k?n?. Kiti G. p . pavadinimai: g arba f(ne taip da?nai k2). Skaitin? G. p reik?m? priklauso nuo ilgio, mas?s ir j?gos vienet? sistemos pasirinkimo. CGS vienet? sistemoje (?r. CGS vienet? sistem?)

G= (6,673 ± 0,003).10 -8 dien?.cm 2.g -2

arba cm 3.g --1.sek -2, Tarptautin?je vienet? sistemoje (?r. Tarptautin? vienet? sistem?)

G= (6,673 ± 0,003).10 -11. n.m 2.kg - 2

arba m 3.kg -1.sek -2. Tiksliausia G. p. reik?m? gaunama i? laboratorini? dviej? ?inom? masi? traukos j?gos matavim? naudojant sukimo svarstykles (?r. sukimo balans?).

Skai?iuojant dangaus k?n? (pavyzd?iui, palydov?) orbitas ?em?s at?vilgiu, naudojamas geocentrinis G.p. - G.p sandauga pagal ?em?s mas? (?skaitant jos atmosfer?):

G.E.= (3,98603 ± 0,00003).10 14 . m 3.sek -2.

Skai?iuojant dangaus k?n? orbitas Saul?s at?vilgiu, naudojamas heliocentrinis G.p - G.p sandauga i? Saul?s mas?s:

GS s = 1,32718.10 20 . m 3.sek -2.

?ios vertyb?s G.E. ir GS s atitinka pagrindini? astronomini? konstant? sistem?, priimt? 1964 m. Tarptautin?s astronom? s?jungos kongrese.

Yu. A. Ryabovas.

• - , fizinis vertyb?, apib?dinanti ?vent?sias k?no salas kaip gravitacijos ?altin?; lygi inercinei masei. ...

  Fizin? enciklopedija

• - laikui b?gant did?ja nukrypimai nuo ?r. jud?jimo erdv?je tankio ir grei?io reik?m?s. pr-ve gravitacijos ?takoje...

  Fizin? enciklopedija

• - med?iagos tankio ir grei?io perturbacij? augimas i? prad?i? beveik vienalyt?je terp?je, veikiant gravitacin?ms j?goms. D?l gravitacinio nestabilumo susidaro med?iagos gumul?liai...

  Astronomijos ?odynas

• - didel?s mas?s k?nas, kurio poveikis ?viesos jud?jimui yra pana?us ? ?prasto l??io, kuris lau?o spindulius d?l terp?s optini? savybi? pasikeitimo, veikim? ...

  Lemo pasaulis – ?odynas ir vadovas

• - po?eminis vanduo, kuris, veikiamas gravitacijos, gali jud?ti per poras, ?tr?kimus ir kitas uolien? tu?tumas ...

  Geologijos termin? ?odynas

• - nemokamas vanduo. Jis juda veikiamas gravitacijos, jame veikia hidrodinaminis sl?gis ...

  Hidrogeologijos ir in?inerin?s geologijos ?odynas

• - Dr?gm? yra laisva, juda arba gali jud?ti ?em?je arba ?em?je, veikiama gravitacijos ...

  Ai?kinamasis Dirvotyros ?odynas

• - gravitacijos konstanta, - univers. fizinis konstanta G, ?traukta ? f-lu, i?rei?kianti Niutono gravitacijos d?sn?: G = * 10-11N * m2 / kg2 ...

  Didelis enciklopedinis politechnikos ?odynas

• - vietinis atskyrimas i?ilgai luito auk??io, susij?s su kietosios ir skystosios faz?s tankio skirtumu, taip pat su skystomis faz?mis, kurios nesimai?o kristalizacijos metu ...
• - veleno krosnis, kurioje ?ildoma med?iaga juda i? vir?aus ? apa?i? veikiant gravitacijai, o dujinis au?inimo skystis juda prie?inga kryptimi ...

  Enciklopedinis metalurgijos ?odynas

• - sin. terminas gravitacijos anomalija...

  Geologijos enciklopedija

• - ?r. str. Nemokamas vanduo....

  Geologijos enciklopedija

• - mas?, sunkioji mas?, fizinis dydis, apib?dinantis k?no, kaip gravitacijos ?altinio, savybes; skai?iais lygus inercinei masei. ?i?r?ti mas?...
• - tas pats kaip svambalas ...

  Did?ioji sovietin? enciklopedija

• - sunkioji mas?, fizikinis dydis, apib?dinantis k?no, kaip gravitacijos ?altinio, savybes; skai?iais lygus inercinei masei. ?i?r?ti mas?...

  Did?ioji sovietin? enciklopedija

• - proporcingumo koeficientas G formul?je, i?rei?kian?ioje Niutono gravitacijos d?sn? F = G mM / r2, kur F yra traukos j?ga, M ir m yra pritraukiam? k?n? mas?s, r yra atstumas tarp k?n? ...

  Did?ioji sovietin? enciklopedija

„gravitacin?s konstantos“ knygose

autorius Eskovas Kirilas Jurjevi?ius

autorius

2 SKYRIUS M?s? planetos formavimasis: „?alta“ ir „kar?ta“ hipotez?s. Gravitacin? interjero diferenciacija. Atmosferos ir hidrosferos kilm?

I? knygos „Nuostabioji paleontologija“ [?em?s ir gyvenimo joje istorija] autorius Eskovas Kirilas Jurjevi?ius

2 SKYRIUS M?s? planetos formavimasis: „?alta“ ir „kar?ta“ hipotez?s. Gravitacin? interjero diferenciacija. Atmosferos ir hidrosferos atsiradimas Pasakojim? apie ?em?s ir Saul?s sistemos atsiradim? teks prad?ti i? toli. 1687 metais I. Niutonas i?ved? universalumo d?sn?

Kas yra gravitacinis l??is?

I? knygos „Naujausia fakt? knyga“. 1 tomas. Astronomija ir astrofizika. Geografija ir kiti ?em?s mokslai. Biologija ir medicina autorius Kondra?ovas Anatolijus Pavlovi?ius

Kas yra gravitacinis l??is? Viena i? svarbi? bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmi? yra ta, kad gravitacinis laukas veikia net ?vies?. Prava?iuojant ?alia labai dideli? masi?, ?viesos spinduliai nukrypsta. Paai?kinti gravitacijos id?j?

Nuolatin? prie?i?ra

I? knygos Dienora??io lapai. 1 tomas autorius Rerichas Nikolajus Konstantinovi?ius

Nuolatinis susir?pinimas M?s? komitetai jau teiraujasi, kokia bus j? pozicija ratifikavus pakt?. Kai kuriems bi?iuliams gali atrodyti, kad oficialus pakto ratifikavimas jau u?kerta keli? bet kokiai visuomen?s iniciatyvai ir bendradarbiavimui. Tuo tarpu realyb?je tur?t? b?ti kaip

6.10. Gravitacijos b?senos vektoriaus redukcija

I? knygos „Proto ?e??liai“ [Ie?kant s?mon?s mokslo] autorius Penrose'as Rogeris

6.10. Gravitacin? b?senos vektoriaus redukcija Yra rimt? prie?as?i? ?tarti, kad kvantin?s teorijos modifikavimas – b?tinas, jei norime, kad viena ar kita R forma b?t? laikomas tikru fiziniu procesu – turi i? esm?s apimti poveik?.

Vulkano analogija: gravitacin? ir i?centrin? energija

I? knygos Tarp?vaig?dinis: mokslas u?kulisiuose autorius Er?k?tis Kipas Stevenas

Vulkano analogija: gravitacin? ir i?centrin? energija Nor?dami paai?kinti, kaip ?is ugnikalnis susij?s su fizikos d?sniais, turime ?iek tiek technikos. Paprastumo d?lei manysime, kad I?tverm? juda Gargantua pusiaujo plok?tumoje.

TRE?IOJO REICHO GRAVITACINIS GISTUVAS (Pagal V. Psalom??ikov?)

I? knygos 100 did?i?j? antrojo pasaulinio karo paslap?i? autorius Nepomniachtchi Nikolajus Nikolajevi?ius

TRE?IOJO REICHO GRAVITACINIS GUNKAS (Pagal V. Psalom??ikovo med?iag?) XX am?iaus XX am?iaus prad?ioje Vokietijoje buvo paskelbtas Karaliau?iaus universiteto docento T. Kaluzos straipsnis apie „did?i?j? susivienijimo teorij?“, kuriame jam pavyko aplenkti Ein?tein?, kuris tuo metu dirbo

Kas yra gravitacinis l??is?

I? knygos „Naujausia fakt? knyga“. 1 tomas [Astronomija ir astrofizika. Geografija ir kiti ?em?s mokslai. Biologija ir medicina] autorius Kondra?ovas Anatolijus Pavlovi?ius

Kas yra gravitacinis l??is? Viena i? svarbi? bendrosios reliatyvumo teorijos pasekmi? yra ta, kad gravitacinis laukas veikia net ?vies?. Prava?iuojant ?alia labai dideli? masi?, ?viesos spinduliai nukrypsta. Paai?kinti gravitacijos id?j?

Gravitacija

TSB

Gravitacijos vertikal?

I? autoriaus knygos Did?ioji sovietin? enciklopedija (GR). TSB

gravitacijos u?tvanka

I? autoriaus knygos Did?ioji sovietin? enciklopedija (GR). TSB

Gravitacijos konstanta

I? autoriaus knygos Did?ioji sovietin? enciklopedija (GR). TSB

Kristaliniai sugeb?jimai. Gravitacijos ?krovimas

I? knygos Akmens energija gydo. Kristal? terapija. Kur prad?ti? autor? Bril Maria

Kristaliniai sugeb?jimai. Gravitacijos ?krovimas Nat?ral?s elementai, per milijonus met? i?sikristalizavo ?em?s gelm?se, turi ypating? savybi?, leid?ian?i? maksimaliai i?naudoti savo geb?jimus. Ir ?ie sugeb?jimai n?ra tokie ma?i.

Gravitacijos slydimo taisykl?

I? knygos Sveikatos kovos sistema „Baltasis lokys“ autorius Me?alkinas Vladislavas Eduardovi?ius

Gravitacijos kalno taisykl? Mes jau sutar?me: viskas yra mintis; mintis yra J?ga; J?gos jud?jimas yra banga. Tod?l kovin? s?veika i? esm?s nesiskiria nuo drabu?i? skalbimo. Abiem atvejais yra banginis procesas.Reikia suprasti, kad gyvyb?s bang? procesas