科学家开发出一种测量难以捉摸的引力常数的新方法
(安妮塔·科特/时刻/盖蒂图片社)
一组物理学家使用一对振动棒以令人难以置信的精度测量重力常数。
虽然新技术具有相对较高的不确定性,但他们希望未来的改进能够提供一条新途径来确定这一难以捉摸的常数。
万有引力常数,表示为 G,是我们的基本构建模块对重力的理解。 300 多年前,艾萨克·牛顿在发展万有引力理论时首次将这个常数引入他的方程中。
该常数告诉我们重力的基本强度,或者是相距一定距离且具有给定质量的两个物体之间的引力强度。
我们无法从任何理论中计算出这个常数的值。 我们只能通过测量和实验来发现它。
但由于引力是迄今为止最弱的力,我们对引力常数值的了解相对不精确。
“解决这种情况的唯一选择是用尽可能多的不同方法来测量引力常数,”苏黎世联邦理工学院机械与过程工程系教授 Jürg Dual 解释道。 Dual 带领团队开发了测量引力常数的新方法。
杜尔和他的团队从一根悬挂的金属棒开始。 然后,他们振动该条并测量相邻条的振动程度。 两根杠没有接触。 相反,当第一根棒振动时,它会发出这使得另一个障碍开始运转。
多于:橙色棒振动,导致蓝色棒因重力而移动。 四个激光装置检测棒的微小运动,它们的路径由橙色虚线描绘。
这是一种测量引力常数的新方法,它依赖于动态系统而不是静态系统。
对于静态系统,您还必须应对宇宙中几乎所有其他事物的引力影响。 借助动力系统,物理学家能够更好地隔离他们的测量。
该团队测量出的引力常数比目前公认的值高出约2.2%,但确实存在很大的不确定性。
“为了获得可靠的值,我们仍然需要大量减少这种不确定性。我们已经在通过稍微修改的实验装置进行测量,以便我们能够以更高的精度确定常数,”Dual 解释道。 。
Dual 和他的团队希望这项新技术能够获得回报,提供完全独立的引力常数测量。 改进的测量将帮助物理学家了解一切遥远黑洞发射的引力波重力本身的基本性质。