Tutkijat ovat jo pitkään tunnettu siitä, että meidän on ymmärretty painovoiman jotain puuttuu. Se esimerkiksi ei selitä, miten pimeän energian kiihdyttää maailmankaikkeuden laajeneminen ja ei myöskään ole sopusoinnussa kvanttimekaniikka, jossa kuvataan, miten esineet käyttäytyvät tasolla atomien ja alkeishiukkasten. Yksi tapa yrittää sovittaa yhteen, että molemmat teoriat on tarkkailla, kuinka pienet esineet ovat vuorovaikutuksessa painovoiman kanssa. Viime aikoina kansainvälinen fyysikkojen ryhmä ensimmäistä kertaa historiassa mitattiin onnistuneesti pienen kultaisen kulhon gravitaatiokentän halkaisijaltaan noin 2 mm laboratorioolosuhteissa. Uusi tutkimus on suunniteltu auttamaan tutkijoita ymmärtämään, kuinka painovoima on yhdenmukainen kvanttimekaniikan kanssa pienimmässä mittakaavassa. Mielenkiintoista on tämän suuruusluokka, pääsääntöisesti vain syrjäisimpien galaksien alueilla. Joten uuden tutkimuksen tulokset ainakin ihailevat.
Kokeile Henry Cavendish
1800-luvun lopulla brittiläinen fyysikko ja kemisti Henry Cavendish halusi mitata planeettamme keskimääräisen tiheyden. Koetutkimuksessa tiedemies käytti tweak-asteikkoa ja rockeria, jota hän kiinnitti pitkän metallilangan. Siinä fyysikko laittoi kaksi lyijypalloa noin 730 grammaa. Jokaiselle näistä palloista - yhdellä korkeudella - Cavendish johti raskaan pallon, noin 150 kg, myös lyijystä. Cavendish aseta maksimaalisen vaivan kokeilun aikana ja asettanut asennuksen puulaatikkoon niin, että ilmavirta ja lämpötilapisarat eivät vaikuttaneet siihen.
Tuloksena on luultavasti rakas lukija, sallittu tyydyttävä tarkkuus mitata maapallon tiheyttä ja tuli ensimmäinen kokeilu historiassa tutkimaan laboratorioolosuhteiden elinten painovoiman vuorovaikutusta. Huomaa myös, että Cavendishissa saadut tiedot saivat myöhemmin tiedemiehet laskemaan gravitaatiovakion.
Gravitational vakio tai Newton Constant on perustavanlaatuinen fyysinen vakio, vakio on vakio.
On tärkeää ymmärtää, että hänen kokeilunsa tiedemies ei tehnyt tehtävää määrittää gravitaatiovahtava, koska näinä vuosina ei ole vielä kehitetty yksittäistä ajatusta siitä tiedeyhteisössä.
Miten mitata gravitaatiokenttä?
Wienin yliopiston ja Itävallan Akatemian fysiikan uudessa tutkimuksessa ensimmäistä kertaa kehitti miniatyyri-version CAVENDISH-kokeesta. Ensimmäistä kertaa historiassa he onnistuivat mittaamaan menestyksekkäästi kultaisen kulhon gravitaatiokenttä halkaisijaltaan vain 2 mm: n avulla käyttäen erittäin herkkiä vääntöpentuuria. Tällä tasolla joukkueen oli otettava huomioon useita häiriöitä.
Vyöttö-heiluri tai pyörivä heiluri on mekaaninen järjestelmä, jossa runko suspendoidaan ohutkankoon ja sillä on vain yksi vapaus: pyöriminen kiinteän langan määrittelemällä akselilla.
Fysiikan gravitaatiomassana käytettiin kultapalloja, kun kukin painoi noin 90 mg. Kaksi kulta-palloa kiinnittiin vaakasuoraan lasitastaan 40 millimetrin etäisyydellä. Yksi palloista oli testimassa, toinen vastapaino; Kolmas pallo on lähdemassan, joka siirretään testimassan vieressä gravitaation vuorovaikutuksen luomiseksi. Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen estämiseksi käytettiin Faradayn näyttöä ja kokeilu suoritettiin tyhjökammiossa akustisen ja seismisen häiriön estämiseksi.
Sitten laserin avulla tiedemiehet pystyivät seuraamaan radiksi peilistä sauvan keskustassa ilmaisimeen. Kun sauva pyörii, laserin liike ilmaisee, kuinka paljon gravitaatiovoima toimii ja lähteen massan liikkuminen toimii oikein, antoi tiimi näyttää tarkasti kaksi massaa luomaa gravitaatiokenttä. Koe osoitti, että Newtonin maailmanmessujen maailma on voimassa jopa pieniä massoita vain 90 milligrammaa.
Lue myös: Voiko Quantum Mechanic selittää tilaa-aikaa?
Tulokset osoittivat myös, että tulevaisuudessa voi olla jopa pienempiä mittauksia gravitaatiokentästä. Mielenkiintoista on, että uusi löytö voi auttaa tutkijoita edistämään kvantti-maailman tutkimuksessa ja mahdollisesti saada uusi idea pimeästä asiasta, tumman energia-, string-teoriasta ja skalaarikentästä.
Kuten Hans Heipas tutkii yhteistyökumppaneita uuden tutkijan haastattelussa, kokeen suurin leimausvaikutus kirjattiin jalankulkijoiden ja raitiovaunuliikenteen tuottamasta seismisistä värähtelyistä Wienin tutkimuslaboratorion ympärillä. Siksi fysiikan mittausten parhaat tulokset saatiin yöllä ja joululomien aikana, kun kadut olivat pienempiä.
Sinä olet kiinnostunut: tiedemiehet lähestyivät uuden kvantti-painovoiman teorian luomista
Jos yrität lyhyesti tiivistää työn aikana saadut tulokset, gravitaatiovoima (Einsteinin mukaan) on seurausta siitä, että massat kiertävät tilan ajan, jolloin muut massat liikkuvat. Uudessa kokeessa fyysikot onnistuivat mittaamaan, kuinka avaruusaika kääntyy leppäkerttu. Ja mitä mieltä olet, mitä uusi avausjohto tulee? Voiko tutkijat kykenevät lopulta sovittamaan kaksi ei-telakointiaineita? Vastaus odottaa täällä sekä tämän artikkelin huomautuksissa.