Els científics han sabut que falten que en la nostra comprensió de la gravetat falta alguna cosa. Això, per exemple, no explica com l'energia fosca misteriosa accelera l'expansió de l'univers, i tampoc és coherent amb la mecànica quàntica, que descriu com es comporten els objectes a nivell d'àtoms i partícules elementals. Una manera de tractar de reconciliar les dues teories és observar com els objectes petits interactuen amb la gravetat. Recentment, l'equip internacional de físics per primera vegada a la història va mesurar amb èxit el camp gravitacional d'un petit bol daurat amb un diàmetre d'uns 2 mm en condicions de laboratori. Un nou estudi està dissenyat per ajudar els científics a entendre com la gravetat és coherent amb la mecànica quàntica a la escala més petita. Curiosament, les forces gravitacionals d'aquesta magnitud, com a regla general, només sorgeixen a les regions de les galàxies més remotes. Així, els resultats d'un nou estudi admiren almenys.
Experiment Henry Cavendish
A finals del segle XVIII, físic britànic i químic Henry Cavendish volia mesurar la densitat mitjana del nostre planeta. En l'experiment, el científic va utilitzar les escales de moda i el rocker, que va aconseguir un fil de metall llarg. En ell, el físic va posar dues boles de plom a uns 730 grams cadascun. A cadascuna d'aquestes boles, a una alçada, Cavendish va liderar una bola pesada, uns 150 kg, també de plom. Cavendish va posar el màxim esforç durant l'experiment i va col·locar la instal·lació en una caixa de fusta de manera que les gotes de flux d'aire i de temperatura no tinguessin cap influència.
El resultat probablement coneix el Benvolgut lector, va permetre una precisió satisfactòria per mesurar la densitat de la Terra i es va convertir en el primer experiment de la història per estudiar la interacció gravitatòria entre els cossos en condicions de laboratori. També observem que les dades obtingudes per Cavendish van permetre als científics calcular la constant gravitacional.
La constant gravitacional o la constant de Newton és una constant física fonamental, una constant d'interacció gravitacional.
És important entendre que el científic en el seu experiment no va posar la tasca de determinar la constant gravitacional, ja que en aquests anys encara no es va desenvolupar una sola idea de la mateixa a la comunitat científica.
Com es mesura el camp gravitatori?
En un nou estudi de la física de la Universitat de Viena i de l'Acadèmia de Ciències austríaca, per primera vegada va desenvolupar una versió en miniatura de l'experiment Cavendish. Per primera vegada a la història, van aconseguir mesurar amb èxit el camp gravitacional del bol daurat amb un diàmetre de només 2 mm utilitzant un pèndol de torsió altament sensible. A aquesta escala, l'equip va haver de tenir en compte diverses fonts de pertorbació.
El pèndol de torsió o pèndol rotacional és un sistema mecànic en el qual el cos està suspès en un fil prim i només té un grau de llibertat: rotació al voltant de l'eix definit pel fil fix.
Com a massa gravitacional de física, es van utilitzar boles d'or, que pesaven uns 90 mg. Es van unir dues esferes d'or a una vareta de vidre horitzontal a una distància de 40 mil·límetres. Una de les esferes era una massa de prova, un altre contrapès; La tercera esfera és la massa d'origen, es va traslladar al costat de la massa de prova per crear interacció gravitacional. Per evitar la interacció electromagnètica de les esferes, es va utilitzar la pantalla Faraday, i l'experiment es va dur a terme en una cambra de buit per evitar interferències acústiques i sísmiques.
Llavors, amb l'ajuda d'un làser, els científics van poder fer un seguiment de raigs rebotat del mirall al centre de la vareta fins al detector. Quan la vareta girada, el moviment del làser sobre el detector va mostrar quant actua de la força gravitacional, i el moviment de la massa de la font actua correctament, va permetre a l'equip mostrar amb precisió el camp gravitatori creat per dues masses. L'experiment va demostrar que el món de la fira mundial de Newton és vàlid fins i tot per a minúscules masses de només 90 mil·ligrams.
Llegiu també: Pot un mecànic quàntic explica l'existència de l'espai-temps?
Els resultats també van mostrar que en el futur pot haver-hi fins i tot mesures més petites del camp gravitatori. Curiosament, el nou descobriment pot ajudar els científics a avançar en l'estudi del món quàntic i potencialment obtenen una nova idea de matèria fosca, energia fosca, teoria de cordes i camps escalars.
Com es va assenyalar els col·laboradors d'Estudis Hans Heipas en una entrevista amb el nou científic, l'efecte d'estampació més gran de l'experiment es va registrar a partir de oscil·lacions sísmiques generades per vianants i trànsit de tramvia al voltant del laboratori de recerca de Viena. Per tant, els millors resultats de les mesures de la física es van obtenir a la nit i durant les vacances de Nadal, quan les persones dels carrers eren més petits.
Us interessarà: Els científics es van acostar a la creació d'una nova teoria de gravetat quàntica
Si intenteu resumir breument els resultats obtinguts durant l'obra, la força gravitacional (segons Einstein) és conseqüència del fet que les masses giren l'espai-temps en què es mouen altres masses. En un nou experiment, els físics van aconseguir mesurar com es mouen el temps de volta a la marieta. I què penses, què farà el nou avantatge d'obertura? Els científics seran capaços de conciliar finalment dues teories no acoblades? La resposta estarà esperant aquí, així com en els comentaris a aquest article.