Naučnici su dugo znali da u našem razumijevanju gravitacije nešto nedostaje. To, na primjer, ne objašnjava kako tajanstvena tamna energija ubrzava širenje svemira, a također nije u skladu s kvantnim mehanikom, koji opisuje kako se predmeti ponašaju na nivou atoma i elementarnih čestica. Jedan od načina za pokušaj pomirenja obje teorije je da poštuje kako mali predmeti komuniciraju s gravitacijom. Nedavno je međunarodni tim fizičara prvi put u istoriji uspješno izmjerio gravitacijsko polje malene zlatne posude s promjerom oko 2 mm u laboratorijskim uvjetima. Nova studija osmišljena je da pomogne naučnicima da shvate koliko je gravitacija u skladu sa kvantnim mehanikom u najmanju boju. Zanimljivo je da su gravitacijske sile ove veličine, u pravilu pojave samo u regijama najudaljenih galaksija. Dakle, rezultati nove studije barem se dive.
![Fizika je mjerila najmanje gravitacijsko polje u historiji. Zašto je važno? 20624_1](/userfiles/21/20624_1.webp)
Eksperimentirajte Henry Cavendish
Krajem 18. vijeka britanska fizičarka i hemičarka Henry Cavendish želeli su izmjeriti prosječnu gustoću naše planete. U eksperimentu, naučnik je koristio podesanje vage i rocker, koji je osigurao dugačkim metalnim nitima. U njemu je fizičar stavio dvije vodene kuglice oko 730 grama. Svaku od ovih kuglica - na jednoj visini - Cavendish je vodio tešku kuglu, oko 150 kg, također od olova. Cavendish je tokom eksperimenta stavio maksimalni napor i postavio ugradnju u drvenu kutiju tako da protok zraka i temperaturne kapi nisu imali utjecaja na njega.
Rezultat vjerovatno poznaje dragi čitač, omogućio je zadovoljavajuću tačnost za mjerenje gustoće zemlje i postao prvi eksperiment u historiji za proučavanje gravitacijske interakcije između tijela u laboratorijskim uvjetima. Također primjećujemo da su podaci dobiveni kavendiškom nakon toga omogućili naučnicima da izračunaju gravitacijsku konstantu.
Gravitaciona konstantna ili Newton Constant je osnovna fizička konstanta, konstanta gravitacijske interakcije.
![Fizika je mjerila najmanje gravitacijsko polje u historiji. Zašto je važno? 20624_2](/userfiles/21/20624_2.webp)
Važno je razumjeti da naučnik u njegovom eksperimentu nije stavio zadatak određivanja gravitacijske konstante, jer u tim godinama još nije razvijeno nijedna ideja u naučnoj zajednici.
Kako izmjeriti gravitacijsko polje?
U novoj studiji fizike sa Univerziteta u Beču i Austrijskoj akademiji nauka, po prvi put razvila je minijaturnu verziju Cavendnog eksperimenta. Prvi put u historiji uspjeli su uspješno izmjeriti gravitacijsko polje Zlatne posude s promjerom od samo 2 mm koristeći visoko osjetljive torzijske klatno. Na ovoj skali, tim je morao uzeti u obzir brojne izvore uznemirenja.
Torzijski klatno ili rotacijski klatno je mehanički sustav u kojem je tijelo suspendirano na tankom niti i ima samo jedan stupanj slobode: rotacija oko osi definiranog po fiksnim navojem.
Kao gravitaciona masa fizike korištene su zlatne kuglice, a svaka teži oko 90 mg. Dvije zlatne sfere pričvršćene su na vodoravnu staklenu šipku na udaljenosti od 40 milimetara. Jedna od sfera bila je testna masa, još jedna protuteža; Treća sfera je izvorna masa, premještena pored testne mase za stvaranje gravitacijske interakcije. Kako bi se spriječilo elektromagnetsku interakciju sfera, korišten je FARADAY ekran, a eksperiment je proveden u vakuumskom vijeću kako bi se spriječilo akustično i seizmičko smetnje.
![Fizika je mjerila najmanje gravitacijsko polje u historiji. Zašto je važno? 20624_3](/userfiles/21/20624_3.webp)
Tada su uz pomoć lasera naučnici mogli pratiti kao zrak iz ogledala u središtu štapa u detektor. Kad se šipka rotira, kretanje lasera na detektoru pokazalo je koliko bi gravitacijska sila djeluje, a kretanje mase izvora pravilno djeluje, omogućio da tim precizno prikaže gravitacijsko polje stvorene dvije mase. Eksperiment je pokazao da je svijet Newtonovog svjetskog sajma važeći čak i za sitne mase od samo 90 miligrama.
Pročitajte i: Može li kvantni mehaničar objasniti postojanje prostora-vremena?
Rezultati su također pokazali da ubuduće mogu postojati još manja mjerenja gravitacijskog polja. Zanimljivo je da novo otkriće može pomoći naučnicima da napreduju u proučavanju kvantnog svijeta i potencijalno dobiju novu ideju tamne materije, tamne energetske, teorije i skalarnog polja.
![Fizika je mjerila najmanje gravitacijsko polje u historiji. Zašto je važno? 20624_4](/userfiles/21/20624_4.webp)
Kao što su navele Hans Heipas studira suradnike u intervjuu sa novim naučnikom, najveći efekat žigosanja u eksperimentu zabilježen je iz seizmičkih oscilacija koje generiraju pješaci i tramvajske promet oko istraživačke laboratorije u Beču. Stoga su najbolji rezultati mjerenja fizike dobiveni noću i za vrijeme božićnih praznika, kada su ljudi na ulicama bili manji.
Zanimaćete: Naučnici su se približavali stvaranju nove teorije kvantne gravitacije
Ako pokušate ukratko sažeti rezultate dobivene tokom rada, gravitacijska sila (prema Einsteinu) posljedica je činjenice da mase završavaju prostorno vrijeme u kojima se kreću i druge mase. U novom eksperimentu, fizičari su uspjeli izmjeriti koliko prostorno vrijeme zavija za damu. I šta mislite, šta će novo otvaranje? Hoće li naučnici biti u mogućnosti konačno pomiriti dvije ne-priključne teorije? Odgovor će čekati ovdje, kao i u komentarima ovog članka.