Учените отдавна са известни, че в нашето разбиране за гравитацията липсва нещо. То, например, не обяснява как тайнствената тъмна енергия ускорява разширяването на Вселената и също не е в съответствие с квантовата механика, която описва как обектите се държат на нивото на атомите и елементарни частици. Един от начините да се опитаме да помирите двете теории е да наблюдавате колко малки обекти взаимодействат с тежестта. Наскоро международният екип на физиците за първи път в историята успешно измерва гравитационното поле на малка златна купа с диаметър около 2 mm в лабораторни условия. Новото проучване е предназначено да помогне на учените да разберат как гравитацията е в съответствие с квантовата механика в най-малкия мащаб. Интересното е, че гравитационните сили на тази величина, като правило, възникват само в регионите на най-отдалечените галактики. Така че резултатите от ново проучване поне се възхищават.
Експеримент Хенри Кавендиш
В края на 18-ти век британският физик и химик Хенри Кавендиш искаха да измерват средната плътност на нашата планета. В експеримента ученият използва ощинежните скали и рокера, който той осигури на дълга метална нишка. В него физикът поставя два оловни топки около 730 грама всяка. Към всяка от тези топки - на една височина - Cavendish LED тежката топка, около 150 кг, също от олово. Cavendish постави максималното усилие по време на експеримента и постави инсталацията в дървена кутия, така че въздушният поток и температурните капки нямат никакво влияние върху него.
Резултатът вероятно знае, че Уважаемият читател е разрешил задоволителна точност за измерване на плътността на Земята и стана първият експеримент в историята, за да проучи гравитационното взаимодействие между телата в лабораторните условия. Отбелязваме също, че данните, получени от Cavendish впоследствие, позволяват на учените да изчислят гравитационната константа.
Гравитационната константа или Нютон константа е фундаментална физическа константа, постоянна гравитационна взаимодействие.
Важно е да се разбере, че ученият в своя експеримент не е поставил задачата да определи гравитационната константа, тъй като през тези години все още не е разработена една идея за нея в научната общност.
Как да се измери гравитационното поле?
В ново проучване на физиката от Виенския университет и Австрийската академия на науките, за първи път разработи миниатюрна версия на експеримента в Кавендиш. За първи път в историята те успяха успешно да измерват гравитационното поле на златната купа с диаметър само на 2 mm, използвайки силно чувствително пняв на торсион. В този мащаб екипът трябваше да вземе предвид редица смущения.
Торсионният махало или ротационното махало е механична система, в която тялото се суспендира на тънка нишка и има само една степен на свобода: въртене около оста, дефинирана от фиксираната нишка.
Като гравитационна маса на физиката се използват златни топки, всеки с тегло около 90 mg. Две златни сфери бяха прикрепени към хоризонтален стъклен прът на разстояние от 40 милиметра. Една от сферите е тестова маса, друго противотежест; Третата сфера е източникът, преместена до тестовата маса за създаване на гравитационно взаимодействие. За да се предотврати електромагнитното взаимодействие на сферите, се използва екранът Фарадей и експериментът се провежда във вакуумна камера, за да се предотврати акустична и сеизмична интерференция.
След това, с помощта на лазер, учените успяха да проследяват, когато лъч отскочи от огледалото в центъра на пръчката към детектора. Когато пръчката се завъртя, движението на лазера върху детектора показа колко много актове на силите на Гравитационните сили и движението на масата на източника действа правилно, позволявайки на екипа да покаже гравитационното поле, създадено от две маси. Експериментът показа, че светът на световния панаир на Нютон е валиден дори и за малки маси от само 90 милиграма.
Прочетете също: Може ли квантовият механик да обясни съществуването на пространствено време?
Резултатите също показват, че в бъдеще може да има още по-малки измервания на гравитационното поле. Интересното е, че новото откритие може да помогне на учените да напредват в проучването на квантовия свят и потенциално да получат нова идея за тъмна материя, тъмна енергия, теория на струните и скаларните полета.
Както е отбелязано от сътрудниците на Hans Heipas, в интервю за новия учен, най-големият ефект на щамповане в експеримента е регистриран от сеизмични трептения, генерирани от пешеходци и трамвайния трафик около изследователската лаборатория във Виена. Ето защо най-добри резултати от измерванията на физиката бяха получени през нощта и по време на коледните празници, когато хората по улиците бяха по-малки.
Ще се интересувате от: учените се приближиха до създаването на нова квантова теория на гравитацията
Ако се опитате накратко да обобщите резултатите, получени по време на работата, гравитационната сила (според Einstein) е следствие от факта, че масите завършват пространството-време, в което се движат други маси. В нов експеримент физиците успяха да измерват как космическото време обрастват калинката. И какво мислиш, какво ще доведе новото отваряне? Ще могат ли учените да могат най-накрая да съгласуват две теории, които не са докинг? Отговорът ще чака тук, както и в коментарите към тази статия.