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.
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.
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.
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.
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.