Niutono gravitacinė konstanta buvo išmatuota naudojant atominės interferometrijos metodus. Naujoji technika neturi grynai mechaninių eksperimentų trūkumų ir netrukus gali sudaryti galimybę laboratorijoje ištirti bendrosios reliatyvumo teorijos poveikį.

Pagrindinės fizinės konstantos, tokios kaip šviesos greitis c, gravitacinė konstanta G, smulkios struktūros konstanta α, elektronų masė ir kt., šiuolaikinėje fizikoje vaidina itin svarbų vaidmenį. Nemaža eksperimentinės fizikos dalis yra skirta kuo tiksliau išmatuoti jų reikšmes ir patikrinti, ar jos kinta laike ir erdvėje. Net ir menkiausias įtarimas dėl šių konstantų nestabilumo gali paskatinti visą srautą naujų teorinių studijų ir visuotinai pripažintų teorinės fizikos principų peržiūros. (Žr. populiarų J. Barrow ir J. Web straipsnį Kintamos konstantos // Mokslo pasaulyje, 2005 m. rugsėjis, taip pat mokslinių straipsnių, skirtų galimam sąveikos konstantų kintamumui, rinkinį.)

Dauguma pagrindinių konstantų šiandien žinomos itin tiksliai. Taigi elektronų masė matuojama 10 -7 (tai yra šimtatūkstantųjų procentų) tikslumu, o smulkiosios struktūros konstanta α, apibūdinanti elektromagnetinės sąveikos stiprumą, matuojama 7 × 10 tikslumu. -10 (žr. pastabą Smulkios struktūros konstanta buvo patobulinta). Atsižvelgiant į tai, gali atrodyti stebėtina, kad gravitacinės konstantos, kuri yra visuotinės gravitacijos dėsnio dalis, reikšmė yra žinoma mažesniu nei 10–4, tai yra šimtosios procento dalies, tikslumu.

Tokia padėtis atspindi objektyvius gravitacinių eksperimentų sunkumus. Jei bandysite nustatyti G iš planetų ir palydovų judėjimo būtina labai tiksliai žinoti planetų mases, tačiau jos menkai žinomos. Jei atliksite mechaninį eksperimentą laboratorijoje, pavyzdžiui, išmatuokite dviejų tiksliai žinomos masės kūnų traukos jėgą, toks matavimas turės didelių paklaidų dėl ypatingo gravitacinės sąveikos silpnumo.

Kai Niutonas atrado visuotinės gravitacijos dėsnį, jis nežinojo nei vienos skaitinės dangaus kūnų masės, įskaitant Žemę, reikšmės. Jis taip pat nežinojo konstantos G vertės.

Tuo tarpu gravitacinė konstanta G turi vienodą reikšmę visiems Visatos kūnams ir yra viena iš pagrindinių fizinių konstantų. Kaip atrasti jo prasmę?

Iš visuotinės gravitacijos dėsnio išplaukia, kad G = Fr 2 /(m 1 m 2). Tai reiškia, kad norint rasti G, reikia išmatuoti žinomos masės m 1 ir m 2 kūnų traukos jėgą F ir atstumą r tarp jų.

Pirmieji gravitacinės konstantos matavimai buvo atlikti XVIII amžiaus viduryje. Apskaičiuojant švytuoklės trauką į kalną, kurio masė buvo nustatyta geologiniais metodais, buvo galima, nors ir labai apytiksliai, įvertinti tuometinę G reikšmę.

Tikslius gravitacinės konstantos matavimus 1798 m. pirmą kartą atliko puikus mokslininkas Henry Cavendish, turtingas Anglijos lordas, žinomas kaip ekscentriškas ir nedraugiškas žmogus. Naudodamas vadinamąjį sukimo balansą (101 pav.), Cavendish sugebėjo išmatuoti nežymią traukos jėgą tarp mažų ir didelių metalinių rutuliukų, naudodamas sriegio A posūkio kampą. Tam jis turėjo naudoti tokią jautrią įrangą, kad net silpnos oro srovės galėjo iškraipyti matavimus. Todėl, norėdamas pašalinti pašalinius veiksnius, Cavendish savo įrangą įdėjo į dėžę, kurią paliko kambaryje, o pats atliko įrangos stebėjimus teleskopu iš kitos patalpos.

Eksperimentai parodė, kad

G ≈ 6,67 10 –11 N m 2 /kg 2.

Fizinė gravitacinės konstantos reikšmė yra ta, kad ji skaitine prasme yra lygi jėgai, kuria pritraukiamos dvi dalelės, kurių kiekvienos masė yra 1 kg, esančios 1 m atstumu viena nuo kitos. Todėl ši jėga pasirodo labai maža – tik 6,67 · 10 –11 N. Ar tai gerai ar blogai? Skaičiavimai rodo, kad jei gravitacinė konstanta mūsų Visatoje turėtų, tarkime, 100 kartų didesnę už nurodytą aukščiau, tai lemtų tai, kad žvaigždžių, įskaitant Saulę, gyvenimo trukmė smarkiai sumažėtų, o protinga gyvybė Žemėje neturiu laiko pasirodyti. Kitaip tariant, tu ir aš dabar neegzistuotume!

Maža G reikšmė reiškia, kad gravitacinė sąveika tarp paprastų kūnų, jau nekalbant apie atomus ir molekules, yra labai silpna. Du žmonės, sveriantys 60 kg, esantys 1 m atstumu vienas nuo kito, traukiami jėga, lygia tik 0,24 μN.

Tačiau didėjant kūnų masėms, didėja ir gravitacinės sąveikos vaidmuo. Pavyzdžiui, Žemės ir Mėnulio abipusės traukos jėga siekia 10 20 N, o Saulės Žemės trauka net 150 kartų stipresnė. Todėl planetų ir žvaigždžių judėjimas jau visiškai nulemtas gravitacinių jėgų.

Savo eksperimentų metu Cavendishas taip pat pirmą kartą įrodė, kad ne tik planetos, bet ir kasdieniame gyvenime mus supantys paprasti kūnai yra traukiami pagal tą patį gravitacijos dėsnį, kurį Niutonas atrado analizuodamas astronominius duomenis. Šis dėsnis iš tikrųjų yra visuotinės gravitacijos dėsnis.

„Greitacijos dėsnis yra universalus. Jis tęsiasi dideliais atstumais. Ir Niutonas, kuris domėjosi Saulės sistema, galėjo nuspėti, kas išeis iš Cavendish eksperimento, nes Cavendish svarstyklės, du traukiantys rutuliai, yra mažas Saulės sistemos modelis. Jei padidintume jį dešimt milijonų milijonų kartų, gautume saulės sistemą. Padidinkime dar dešimt milijonų kartų – ir štai galaktikos, kurios viena kitą traukia pagal tą patį dėsnį. Siuvinėjant savo raštą Gamta naudoja tik ilgiausius siūlus, o bet koks, net ir mažiausias jo pavyzdys gali atverti akis į visumos struktūrą“ (R. Feynman).

1. Kokia gravitacinės konstantos fizikinė reikšmė? 2. Kas pirmasis tiksliai išmatavo šią konstantą? 3. Prie ko priklauso maža gravitacinės konstantos reikšmė? 4. Kodėl sėdėdamas šalia draugo prie rašomojo stalo nejaučiate jo traukos?

Matavimo istorija

Gravitacinė konstanta pateikiama šiuolaikiniame visuotinės gravitacijos dėsnio žymėjime, tačiau Niutono ir kitų mokslininkų darbuose iki XIX amžiaus pradžios jos aiškiai nebuvo. Gravitacinė konstanta dabartine forma pirmą kartą buvo įtraukta į visuotinės gravitacijos dėsnį, matyt, tik perėjus prie vieningos metrinės matų sistemos. Galbūt pirmasis tai padarė prancūzų fizikas Puasonas savo „Traktate apie mechaniką“ (1809 m.), bent jau jokie ankstesni darbai, kuriuose atsirastų gravitacinė konstanta, istorikų nebuvo identifikuoti. 1798 m. Henry Cavendish atliko eksperimentą, siekdamas nustatyti vidutinį Žemės tankį, naudodamas Johno Michello išrastą sukimo balansą (Philosophical Transactions, 1798). Cavendish palygino bandomojo kūno švytuoklės svyravimus veikiant žinomos masės rutuliukų gravitacijai ir veikiant Žemės gravitacijai. Gravitacinės konstantos skaitinė vertė buvo apskaičiuota vėliau pagal vidutinį Žemės tankį. Išmatuotos vertės tikslumas G nuo Cavendish laikų jis išaugo, bet jo rezultatas jau buvo gana artimas šiuolaikiniam.

taip pat žr

Pastabos

Nuorodos

• Gravitacijos konstanta- straipsnis iš Didžiosios sovietinės enciklopedijos

Wikimedia fondas. 2010 m.

• Darvinas (kosmoso projektas)
• Greitas neutronų dauginimo koeficientas

Pažiūrėkite, kas yra „gravitacinė konstanta“ kituose žodynuose:

GRAVITACIJOS PASTATYMAS- (gravitacijos konstanta) (γ, G) universalus fizinis. konstanta įtraukta į formulę (žr.) ... Didžioji politechnikos enciklopedija

GRAVITACIJOS PASTATYMAS- (žymimas G) proporcingumo koeficientas Niutono gravitacijos dėsnyje (žr. Visuotinį gravitacijos dėsnį), G = (6.67259.0.00085).10 11 N.m²/kg² … Didysis enciklopedinis žodynas

GRAVITACIJOS PASTATYMAS- (žymėjimas G), Niutono GRAVITĖS dėsnio koeficientas. Lygu 6.67259.10 11 N.m2.kg 2 ... Mokslinis ir techninis enciklopedinis žodynas

GRAVITACIJOS PASTATYMAS- pagrindinė fizika konstanta G, įtraukta į Niutono gravitacijos dėsnį F=GmM/r2, kur m ir M – traukiančių kūnų (medžiagų taškų) masės, r – atstumas tarp jų, F – traukos jėga, G= 6,6720(41) X10 11 N m2 kg 2 (1980 m.). Tiksliausia G. p reikšmė...... Fizinė enciklopedija

gravitacinė konstanta- - Temos naftos ir dujų pramonė LT gravitacinė konstanta ... Techninis vertėjo vadovas

gravitacinė konstanta- gravitacijos konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. gravitacijos konstanta; gravitacijos konstanta vok. Gravitacijos konstante, f rus. gravitacinė konstanta, f; visuotinės gravitacijos konstanta, f pranc. Constante de la gravitation, f … Fizikos terminų žodynas

gravitacinė konstanta- (žymimas G), proporcingumo koeficientas Niutono traukos dėsnyje (žr. Visuotinės gravitacijos dėsnį), G = (6,67259 + 0,00085)·10 11 N·m2/kg2. * * * GRAVITACINĖ KONSTANTĖ GRAVITACINĖ KONSTANTĖ (žymima G), koeficientas... ... enciklopedinis žodynas

GRAVITACIJOS PASTATYMAS- gravitacijos konstanta, universali. fizinis konstanta G, įtraukta į gripą, išreiškianti Niutono gravitacijos dėsnį: G = (6,672 59 ± 0,000 85) * 10 11 N * m2 / kg2 ... Didysis enciklopedinis politechnikos žodynas

Gravitacijos konstanta- proporcingumo koeficientas G formulėje, išreiškiančioje Niutono gravitacijos dėsnį F = G mM / r2, kur F yra traukos jėga, M ir m yra traukiančių kūnų masės, r yra atstumas tarp kūnų. Kiti G. p. pavadinimai: γ arba f (rečiau k2). Skaitinis...... Didžioji sovietinė enciklopedija

GRAVITACIJOS PASTATYMAS- (žymimas G), koeficientas. proporcingumas Niutono traukos dėsnyje (žr. Visuotinį gravitacijos dėsnį), G = (6,67259±0,00085) x 10 11 N x m2/kg2 ... Gamtos mokslai. enciklopedinis žodynas

Knygos

• Visata ir fizika be „tamsiosios energijos“ (atradimai, idėjos, hipotezės). 2 tomuose. 1 tomas, O. G. Smirnovas. Knygos skirtos fizikos ir astronomijos problemoms, kurios egzistavo moksle dešimtis ir šimtus metų nuo G. Galilėjaus, I. Niutono, A. Einšteino iki šių dienų. Mažiausios materijos dalelės ir planetos, žvaigždės ir...

Niutono gravitacijos teorijoje ir Einšteino reliatyvumo teorijoje gravitacinė konstanta ( G) yra universali gamtos konstanta, nekintanti erdvėje ir laike, nepriklausoma nuo aplinkos fizikinių ir cheminių savybių bei gravituojančių masių.

Pradinė Niutono formulės forma – koeficientas G nebuvo. Kaip nurodo šaltinis: „Gravitacinė konstanta pirmą kartą buvo įtraukta į visuotinės gravitacijos dėsnį, matyt, tik perėjus prie vieningos metrinės matų sistemos. Galbūt pirmą kartą tai padarė prancūzų fizikas S.D. Poissonas savo „Traktate apie mechaniką“ (1809 m.), bent jau istorikai nenustatė jokių ankstesnių darbų, kuriuose atsirastų gravitacinė konstanta.

Koeficiento įvedimas G atsirado dėl dviejų priežasčių: poreikio nustatyti teisingą matmenį ir suderinti gravitacijos jėgas su tikrais duomenimis. Tačiau šio koeficiento buvimas visuotinės gravitacijos dėsnyje vis tiek neatskleidė abipusio traukos proceso fizikos, dėl kurios Niutonas buvo kritikuojamas jo amžininkų.

Niutonas buvo apkaltintas dėl vienos rimtos priežasties: jei kūnai traukia vienas kitą, jie turi tam išleisti energiją, tačiau iš teorijos neaišku, iš kur energija gaunama, kaip ji išleidžiama ir iš kokių šaltinių papildoma. Kaip pastebi kai kurie tyrinėtojai: šis dėsnis buvo atrastas po Dekarto įvesto impulso išsaugojimo principo, tačiau iš Niutono teorijos išplaukė, kad trauka yra savybė, būdinga sąveikaujančioms kūnų masėms, kurios išeikvoja energiją be papildymo ir netampa mažesnės! Tai kažkoks neišsenkantis gravitacinės energijos šaltinis!

Leibnicas Niutono gravitacijos principą pavadino „nematerialia ir nepaaiškinama jėga“. Gravitacijos įtaiga tobuloje tuštumoje Bernoulli buvo apibūdinta kaip „piktinantis“; o „actio in distans“ (veiksmo per atstumą) principas tuomet nebuvo palankesnis nei dabar.

Tikriausiai ne iš niekur fizikai sutiko Niutono formulę priešiškai. Kodėl skirtingos planetos turi skirtingą gravitaciją ir G pastovus visiems kūnams Žemėje ir Kosmose? Gal būt G priklauso nuo kūnų masės, bet gryna forma masė neturi jokios gravitacijos.

Atsižvelgiant į tai, kad kiekvienu konkrečiu atveju kūnų sąveika (trauka) vyksta su skirtinga jėga (pastangomis), ši jėga turi priklausyti nuo gravituojančių masių energijos. Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta aukščiau, Niutono formulėje turi būti energijos koeficientas, atsakingas už masių pritraukimo energiją. Teisingesnis teiginys apie kūnų gravitacinį trauką būtų kalbėti ne apie masių sąveiką, o apie šiose masėse esančių energijų sąveiką. Tai yra, energija turi materialų nešiklį, be kurio ji negali egzistuoti.

Kadangi kūnų energetinis prisotinimas yra susijęs su jų šiluma (temperatūra), koeficientas turėtų atspindėti šį atitikimą, nes šiluma sukuria gravitaciją!

Kitas argumentas dėl G nepastovumo. Cituosiu iš retro fizikos vadovėlio: „Apskritai santykis E = mc 2 rodo, kad bet kurio kūno masė yra proporcinga jo bendrajai energijai. Todėl bet koks kūno energijos pokytis kartu keičiasi ir jo masė. Taigi, pavyzdžiui, jei kūnas įkaista, jo masė didėja.

Jei dviejų įkaitusių kūnų masė didėja, tai pagal visuotinės gravitacijos dėsnį turėtų padidėti ir jų tarpusavio traukos jėga. Tačiau čia yra rimta problema. Kylant temperatūrai, linkusiai į begalybę, masės ir jėgos tarp gravituojančių kūnų taip pat linkusios į begalybę. Jeigu teigsime, kad temperatūra yra begalinė, o dabar kartais tokios laisvės leidžiamos, tai gravitacija tarp dviejų kūnų taip pat bus begalinė, dėl to kaitinant kūnai turėtų susispausti, o ne plėstis! Tačiau gamta, kaip matote, nepasiekia absurdo!

Kaip apeiti šį sunkumą? Tai nereikšminga – reikia rasti maksimalią medžiagos temperatūrą gamtoje. Klausimas: kaip jį rasti?

Temperatūra yra ribota

Manau, kad daugybė laboratorinių gravitacinės konstantos matavimų buvo ir yra atliekami kambario temperatūroje, lygioje: Θ = 293 K(20 0 C) arba artima šiai temperatūrai, nes pats instrumentas, Cavendish torsioninis balansas, reikalauja labai atsargaus tvarkymo (2 pav.). Atliekant matavimus, reikia atmesti bet kokius trukdžius, ypač vibraciją ir temperatūros pokyčius. Matavimai turi būti atliekami vakuume su dideliu tikslumu, to reikalauja labai mažas išmatuoto kiekio dydis.

Kad „Visuotinės gravitacijos dėsnis“ būtų universalus ir pasaulinis, būtina jį susieti su termodinamine temperatūros skale. Žemiau pateikti skaičiavimai ir grafikai padės mums tai padaryti.

Paimkime Dekarto koordinačių sistemą OX – OU. Šiose koordinatėse sudarome pradinę funkciją G=ƒ( Θ ).

Ant abscisių ašies brėžiame temperatūrą, pradedant nuo nulio Kelvino laipsnių. Nubraižykime koeficiento G reikšmes ant ordinačių ašies, atsižvelgdami į tai, kad jo reikšmės turi būti diapazone nuo nulio iki vieneto.

Pažymėkime pirmąjį atskaitos tašką (A), šį tašką koordinatėmis: x=293,15 K (20⁰С); y=6,67408·10 -11 Nm 2 /kg 2 (G). Sujungkime šį tašką su koordinačių pradžia ir gaukime priklausomybės G=ƒ( Θ ), (3 pav.)

Ryžiai. 3

Ekstrapoliuojame šį grafiką ir pratęsiame tiesę, kol ji susikerta su ordinačių reikšme, lygia vienetui, y=1. Kuriant grafiką iškilo techninių sunkumų. Norint nubraižyti pradinę grafiko dalį, reikėjo gerokai padidinti skalę, nes parametras G turi labai mažą vertę. Grafikas turi nedidelį aukščio kampą, todėl norėdami jį pritaikyti viename lape, naudosime logaritminę x ašies skalę (4 pav).

Ryžiai. 4

Dabar atkreipkite dėmesį!

Grafo funkcijos sankirta su ordinate G=1, suteikia antrą atskaitos tašką (B). Iš šio taško nuleidžiame statmeną abscisių ašiai, kurioje gauname koordinačių reikšmę x = 4,39 10 12 K.

Kas yra ši vertė ir ką ji reiškia? Pagal konstrukcijos būklę tai yra temperatūra. Taško (B) projekcija į „x“ ašį atspindi maksimali galima medžiagos temperatūra gamtoje!

Kad būtų lengviau suvokti, pateiksime tą patį grafiką dvigubomis logaritminėmis koordinatėmis ( 5 pav).

Koeficientas G pagal apibrėžimą negali būti didesnės už vieną reikšmę. Šis taškas uždarė absoliučią termodinaminę temperatūros skalę, kurią lordas Kelvinas pradėjo 1848 m.

Grafikas rodo, kad G koeficientas yra proporcingas kūno temperatūrai. Todėl gravitacinė konstanta yra kintamas dydis, o universaliosios gravitacijos dėsnyje (1) ji turėtų būti nustatoma pagal ryšį:

G E – universalus koeficientas (UC), kad nebūtų painiojamas su G, rašome jį su indeksu E(Eergy – energija). Jei sąveikaujančių kūnų temperatūros skiriasi, imama jų vidutinė vertė.

Θ 1– pirmojo kūno temperatūra

Θ 2– antrojo kūno temperatūra.

Θ maks– maksimali galima medžiagos temperatūra gamtoje.

Šiame rašte koeficientas G E neturi dimensijos, o tai patvirtina jį kaip proporcingumo ir universalumo koeficientą.

Pakeiskime G E išraiška (1) ir parašykime visuotinės gravitacijos dėsnį bendra forma:

Tik masėse esančios energijos dėka atsiranda jų tarpusavio trauka. Energija yra materialaus pasaulio savybė dirbti.

Tik dėl energijos praradimo dėl traukos atsiranda sąveika tarp kosminių kūnų. Energijos nuostolius galima atpažinti su vėsinimu.

Bet koks kūnas (medžiaga), atvėsęs, netenka energijos ir dėl to, kaip bebūtų keista, traukiasi prie kitų kūnų. Fizinė kūnų gravitacijos prigimtis yra stabiliausios būsenos su mažiausiai vidinės energijos troškimas – tai natūrali gamtos būsena.

Niutono formulė (4) įgavo sisteminę formą. Tai labai svarbu apskaičiuojant dirbtinių palydovų ir tarpplanetinių stočių kosminius skrydžius, taip pat leis tiksliau apskaičiuoti, visų pirma, Saulės masę. Darbas Gįjungta Mžinomas dėl tų planetų, aplink kurias buvo labai tiksliai matuojamas palydovų judėjimas. Iš pačių planetų judėjimo aplink Saulę galime apskaičiuoti G ir Saulės masė. Žemės ir Saulės masių paklaidas lemia paklaida G.

Naujasis koeficientas pagaliau leis suprasti ir paaiškinti, kodėl pirmųjų palydovų (pionierių) orbitos trajektorijos iki šiol neatitiko apskaičiuotųjų. Paleidžiant palydovus nebuvo atsižvelgta į išeinančių dujų temperatūrą. Skaičiavimai parodė mažesnę raketos trauką, o palydovai pakilo į aukštesnę orbitą, pavyzdžiui, „Explorer-1“ orbita buvo 360 km aukštesnė už apskaičiuotą. Von Braunas mirė nesupratęs šio reiškinio.

Iki šiol gravitacinė konstanta neturėjo jokios fizinės reikšmės, tai buvo tik pagalbinis universalios gravitacijos dėsnio koeficientas, skirtas sujungti matmenis. Esama šios konstantos skaitinė reikšmė pavertė dėsnį ne universaliu, o konkrečiu, vienai temperatūros vertei!

Gravitacijos konstanta yra kintamas dydis. Pasakysiu daugiau, gravitacinė konstanta net ir gravitacijos ribose nėra pastovi reikšmė, nes Gravitacinėje traukoje dalyvauja ne kūnų masės, o išmatuotuose kūnuose esančios energijos. Tai yra priežastis, kodėl neįmanoma pasiekti didelio tikslumo matuojant gravitacinę konstantą.

Gravitacijos dėsnis

Niutono Visuotinės gravitacijos dėsnis ir universalusis koeficientas (G E =UC).

Kadangi šis koeficientas yra bematis, universaliosios gravitacijos formulė gavo matmenis dim kg 2 / m 2 - tai papildomas sistemos vienetas, atsiradęs dėl kūno masės naudojimo. Su matmenimis priėjome prie pradinės formulės formos, kurią nustatė Niutonas.

Kadangi (4) formulė identifikuoja traukos jėgą, kuri SI sistemoje matuojama niutonais, galime naudoti matmenų koeficientą (K), kaip ir Kulono įstatyme.

Kur K yra koeficientas, lygus 1. Norėdami konvertuoti matmenį į SI, galite naudoti tą patį matmenį kaip G, t.y. K= m 3 kg -1 s -2.

Eksperimentai liudija: gravitaciją generuoja ne masė (medžiaga), gravitacija vykdoma šiose masėse esančių energijų pagalba! Kūnų pagreitis gravitaciniame lauke nepriklauso nuo jų masės, todėl visi kūnai ant žemės krenta vienodu pagreičiu. Viena vertus, kūnų pagreitis yra proporcingas juos veikiančiai jėgai, taigi, proporcingas jų gravitacinei masei. Tada, remiantis samprotavimo logika, visuotinės gravitacijos dėsnio formulė turėtų atrodyti taip:

Kur E 1 Ir E 2– energija, esanti sąveikaujančių kūnų masėse.

Kadangi skaičiavimais labai sunku nustatyti kūnų energiją, mases paliekame Niutono formulėje (4), pakeičiant konstantą G pagal energijos koeficientą G E.

Maksimalią temperatūrą galima tiksliau apskaičiuoti matematiškai pagal ryšį:

Parašykime šį santykį skaitine forma, atsižvelgdami į tai (G max =1):

Iš čia: Θ maks=4,392365689353438 10 12 K (8)

Θ maks– tai maksimali galima medžiagos temperatūra gamtoje, kurią viršijus jokia vertė neįmanoma!

Iš karto norėčiau pastebėti, kad tai toli gražu nėra abstrakti figūra, tai rodo, kad fizinėje prigimtyje viskas yra baigtinė! Fizika pasaulį apibūdina remdamasi pagrindinėmis baigtinio dalijimosi, baigtinio šviesos greičio sąvokomis ir atitinkamai, temperatūra turi būti baigtinė!

Θ maks. 4,4 trilijono laipsnių (4,4 teraKelvino). Sunku įsivaizduoti, pagal mūsų žemiškus standartus (sensacijas), tokią aukštą temperatūrą, bet jos baigtinė vertė uždraudžia spekuliuoti su jos begalybe. Šis teiginys leidžia daryti išvadą, kad gravitacija taip pat negali būti begalinė, santykis G E =Θ/Θ max viską sustato į savo vietas.

Kitas dalykas, jei skaitiklis (3) yra lygus termodinaminės temperatūros skalės nuliui (absoliučiam nuliui), tada jėga F formulėje (5) bus lygus nuliui. Potraukis tarp kūnų turi nutrūkti, kūnai ir objektai pradės byrėti į juos sudarančias daleles, molekules ir atomus.

Tęsinys kitame straipsnyje...

Rusijos ir Kinijos mokslininkai gravitacinę konstantą patobulino dviem nepriklausomais metodais. Tyrimo rezultatai buvo paskelbti žurnale Nature.

Gravitacinė konstanta G yra viena iš pagrindinių fizikos konstantų, kuri naudojama apskaičiuojant materialių kūnų gravitacinę sąveiką. Pagal Niutono visuotinės traukos dėsnį, dviejų materialių taškų gravitacinė sąveika yra proporcinga jų masių sandaugai ir atvirkščiai proporcinga atstumo tarp jų kvadratui. Į šią formulę įtrauktas ir pastovus koeficientas – gravitacinė konstanta G. Dabar astronomai mases ir atstumus gali išmatuoti daug tiksliau nei gravitacinę konstantą, todėl visuose kūnų gravitacijos skaičiavimuose susikaupė sisteminė paklaida. Manoma, kad paklaida, susijusi su gravitacine konstanta, turi įtakos ir atomų ar elementariųjų dalelių sąveikos tyrimams.

Fizikai ne kartą matavo šį kiekį. Naujajame darbe tarptautinė mokslininkų komanda, kurioje dalyvavo Valstybinio astronomijos instituto P.K. Sternbergas (SAI) iš Maskvos valstybinio universiteto nusprendė patikslinti gravitacijos konstantą dviem metodais ir sukimo švytuokle.

„Eksperimente, skirtame išmatuoti gravitacinę konstantą, būtina atlikti absoliučius trijų fizikinių dydžių matavimus: masės, ilgio ir laiko“, – komentuoja vienas iš tyrimo autorių Vadimas Miliukovas iš AAI. – Absoliutūs matavimai visada gali būti apkrauti sisteminėmis paklaidomis, todėl buvo svarbu gauti du nepriklausomus rezultatus. Jei jie sutampa, tada yra pasitikėjimo, kad jie yra laisvi nuo sistemingumo. Mūsų rezultatai sutampa vienas su kitu trijų standartinių nuokrypių lygiu.

Pirmasis tyrimo autorių naudojamas metodas yra vadinamasis dinaminis metodas (angl. time-of-swing method, ToS). Tyrėjai apskaičiavo, kaip keičiasi sukimo virpesių dažnis, priklausomai nuo dviejų bandomųjų kūnų, kurie buvo masės šaltiniai, padėties. Jei atstumas tarp bandomųjų kūnų mažėja, jų sąveikos jėga didėja, kas išplaukia iš gravitacinės sąveikos formulės. Dėl to didėja švytuoklės svyravimų dažnis.

Eksperimentinės sąrankos su sukimo švytuokle schema

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

Taikydami šį metodą, mokslininkai atsižvelgė į švytuoklės pakabos sriegio elastingumo savybių indėlį į matavimo paklaidas ir bandė jas išlyginti. Eksperimentai buvo atlikti dviem nepriklausomais įrenginiais, esančiais 150 m atstumu vienas nuo kito. Pirmajame mokslininkai išbandė tris skirtingus pakabos siūlų pluošto tipus, kad patikrintų galimas medžiagos sukeltas klaidas. Antrasis buvo gerokai kitoks dizainas: mokslininkai naudojo naują silikatinį pluoštą, kitokį švytuoklių ir svarmenų rinkinį, kad įvertintų klaidas, kurios priklauso nuo įrengimo.

Antrasis metodas, kuriuo buvo matuojamas G, buvo kampinio pagreičio grįžtamojo ryšio (AAF) metodas. Jis matuoja ne svyravimų dažnį, o bandomųjų kūnų sukeltą kampinį švytuoklės pagreitį. Šis G matavimo metodas nėra naujas, tačiau, siekdami padidinti skaičiavimo tikslumą, mokslininkai kardinaliai pakeitė eksperimentinės sąrangos dizainą: aliuminio stovą pakeitė stikliniu, kad kaitinant medžiaga nesiplėstų. Kaip bandomoji masė buvo naudojamos kruopščiai nupoliruotos nerūdijančio plieno sferos, artimos idealioms formoms ir vienodumui.

Siekdami sumažinti žmogiškojo faktoriaus vaidmenį, mokslininkai vėl išmatavo beveik visus parametrus. Jie taip pat išsamiai ištyrė temperatūros ir vibracijos įtaką sukimosi metu atstumui tarp bandomųjų kūnų.

Eksperimentų metu gautos gravitacinės konstantos reikšmės (AAF - 6,674484(78)×10 -11 m 3 kg -1 s -2; ToS - 6,674184(78) × 10 -11 m 3 kg -1 s -2) sutampa vienas su kitu trijų standartinių nuokrypių lygyje. Be to, abu turi mažiausią neapibrėžtį iš bet kurios anksčiau nustatytos vertės ir atitinka vertę, kurią 2014 m. rekomendavo Mokslo ir technologijų duomenų komitetas (CODATA). Šie tyrimai, pirma, labai prisidėjo prie gravitacinės konstantos nustatymo, antra, parodė, kokių pastangų reikės ateityje norint pasiekti dar didesnį tikslumą.

Ar jums patiko medžiaga? „Yandex.News“ „Mano šaltiniuose“ ir skaitykite mus dažniau.

Siųskite pranešimus spaudai apie mokslinius tyrimus, informaciją apie naujausius publikuotus mokslinius straipsnius ir konferencijų pranešimus, taip pat duomenis apie laimėtas dotacijas ir apdovanojimus adresu science@site.