Vědci už dlouho věděli, že v našem chápání gravitace chybí. Například nevysvětluje, jak tajemná temná energie urychluje expanzi vesmíru, a také není v souladu s kvantovou mechanikou, která popisuje, jak se objekty chovají na úrovni atomů a elementárních částic. Jedním ze způsobů, jak se pokusit smířit oba teorie, je pozorovat, jak malé předměty interagují s gravitací. V poslední době, mezinárodní tým fyziků poprvé v historii úspěšně změřil gravitační pole malé zlaté misky o průměru asi 2 mm v laboratorních podmínkách. Nová studie je navržena tak, aby pomohla vědcům pochopit, jak gravitace je v nejmenším měřítku konzistentní s kvantovou mechanikou. Zajímavé je, že gravitační síly této velikosti, zpravidla vznikají pouze v regionech nejvíce vzdálených galaxií. Takže výsledky nové studie alespoň obdivovat.
Experiment Henry Cavendish.
Na konci 18. století chtěl britský fyzik a chemik Henry Cavendish měřit průměrnou hustotu naší planety. V experimentu vědec použil značkové váhy a kolébku, které zajistil na dlouhé kovové nitě. V něm, fyzik dát dva olovnaté kuličky asi 730 gramů. Každému z těchto kuliček - v jedné výšce - Cavendish vedl těžkou kouli, asi 150 kg, také vyrobený z olova. Cavendish Dejte maximální úsilí během experimentu a umístil instalaci do dřevěné krabice tak, aby proudění vzduchu a teploty na něj neměly žádný vliv.
Výsledek pravděpodobně zná vážený čtenář, dovolil uspokojivou přesnost měřit hustotu Země a stala se prvním experimentem v historii studovat gravitační interakci mezi těly v laboratorních podmínkách. Všimli si také, že data získaná Cavendish následně umožnila vědcům vypočítat gravitační konstantu.
Gravitační konstanta nebo newtonová konstanta je základní fyzikální konstanta, konstanta gravitační interakce.
Je důležité pochopit, že vědec v jeho experimentu nedal úkol určení gravitační konstanty, protože v těchto letech nebylo dosud nevyvinul jedinou představu o tom ve vědecké komunitě.
Jak měřit gravitační pole?
V nové studii fyziky z univerzity ve Vídni a rakouské akademii věd, poprvé vyvinula miniaturní verzi Cavendish Experiment. Poprvé v historii se jim podařilo úspěšně měřit gravitační pole zlaté misky o průměru pouze 2 mm pomocí vysoce citlivého kyvadla torzní. V tomto měřítku musel tým vzít v úvahu řadu poruchových zdrojů.
Torzní kyvadlo nebo rotační kyvadlo je mechanický systém, ve kterém je tělo suspendováno na tenkém závitu a má pouze jeden stupeň svobody: otáčení kolem osy definované pevným závitem.
Jako gravitační hmotnost fyziky byly použity zlaté kuličky, z nichž každá váží asi 90 mg. Dvě zlaté sféry byly připojeny k horizontální skleněné tyči ve vzdálenosti 40 milimetrů. Jedna z sfér byla zkušební hmotnost, další protizávaží; Třetí koule je zdrojová hmotnost, přesunuta vedle zkušební hmotnosti k vytvoření gravitační interakce. Aby se zabránilo elektromagnetické interakce sféry, byla použita faradayová obrazovka a experiment byl proveden ve vakuové komoře, aby se zabránilo akustickému a seizmickému rušení.
Pak, s pomocí laseru, vědci byli schopni sledovat jako paprsek odrazil od zrcadla ve středu tyče k detektoru. Když se tyč otáčel, pohyb laseru na detektoru ukázal, kolik gravitační síly působí, a pohyb hmotnosti zdroje funguje správně, umožnil tým přesně zobrazit gravitační pole vytvořené dvěma masami. Experiment ukázal, že svět světového veletrhu Newton je platný i pro malé masy pouze 90 miligramů.
Přečtěte si také: Může kvantový mechanik vysvětlit existenci prostoru?
Výsledky také ukázaly, že v budoucnu mohou být ještě menší měření gravitačního oboru. Je zajímavé, že nový objev může pomoci vědcům postupovat ve studiu kvantového světa a potenciálně získat novou myšlenku temné hmoty, temné energie, teorie řetězce a skalárních polí.
Jak poznamenal Hans Heipas studuje spolupracovníci v rozhovoru s novým vědcem, největší razítkový efekt v experimentu byl zaznamenán z seismických oscilací generovaných chodců a tramvajovou dopravou kolem výzkumné laboratoře ve Vídni. Proto byly získány nejlepší výsledky měření fyziky v noci a během vánočních svátků, kdy lidé na ulicích byli menší.
Zajímají vás: Vědci se přiblížili k vytvoření nového kvantové gravitace teorie
Pokud se pokusíte stručně shrnout výsledky získané během práce, gravitační síla (podle Einstein) je důsledkem skutečnosti, že masy kroucení prostoru, ve kterých se pohybují další masy. V novém experimentu se fyzici podařilo měřit, jak time-time zkroucuje Beruška. A co si myslíte, co bude nový otevření vedení? Budou vědci schopni konečně sladit dva nevolnické teorie? Odpověď zde bude čekat, stejně jako v komentářech tohoto článku.