科学家们已经开发出一种新方法来测量难以捉摸的引力常数:
一组物理学家使用一对振动棒测量引力常数,精度高得令人难以置信。
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提供一条新途径确定这个难以捉摸的常数。
引力常数,表示为 G,是我们理解引力的基本组成部分。艾萨克·牛顿 (Isaac Newton) 在 300 多年前发展他的万有引力理论时,首次将常数引入他的方程。
常数告诉我们引力的基本强度,或两个物体之间引力的强度一定的距离和给定的质量。
我们无法从任何理论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,因此我们对引力常数值的了解相对不准确。
“解决这种情况的唯一选择是使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 带领一个团队开发了一种测量引力常数的新方法。
Dual 和他的团队从一根悬浮的金属棒开始。然后,他们振动了钢筋并测量了相邻钢筋的振动程度。两个酒吧没有接触。相反,当第一个条振动时,它发出引力波,使另一个条开始运动。
(ETH Zurich)
上图:橙色杆振动,导致蓝色杆因重力而移动。四个激光设备检测杆的微小运动,橙色虚线描绘了它们的路径。
这是一种依靠动力系统而非静态系统测量引力常数的新方法。
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。使用动力系统,物理学家能够更好地隔离他们的测量。
该团队测得的引力常数比目前公认的数值高出约2.2%,但确实存在较大的不确定性。
“要获得可靠的数值,我们仍然需要大大降低这种不确定性。我们已经在使用略微修改的实验装置进行测量,以便我们可以更精确地确定常数,”Dual 解释道。
Dual 和他的团队希望这项新技术能够带来回报,提供一种完全独立的引力常数测量方法。改进的测量将帮助物理学家理解一切从遥远的黑洞发出的引力波到引力本身的基本性质。
本文最初由 Universe Today 发表。阅读原文。