वैज्ञानिकों को लंबे समय से पता चला है कि गुरुत्वाकर्षण की हमारी समझ में कुछ गायब है। उदाहरण के लिए, यह नहीं समझाता है कि कैसे रहस्यमय अंधेरे ऊर्जा ब्रह्मांड के विस्तार को तेज करती है, और क्वांटम यांत्रिकी के साथ भी संगत नहीं है, जो वर्णन करता है कि कैसे वस्तुएं परमाणुओं और प्राथमिक कणों के स्तर पर व्यवहार करती हैं। दोनों सिद्धांतों को सुलझाने की कोशिश करने का एक तरीका यह है कि कैसे छोटी वस्तुएं गुरुत्वाकर्षण के साथ बातचीत करती हैं। हाल ही में, इतिहास में पहली बार भौतिकविदों की अंतरराष्ट्रीय टीम ने प्रयोगशाला स्थितियों में लगभग 2 मिमी व्यास के साथ एक छोटे से सुनहरे कटोरे के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को सफलतापूर्वक मापा। एक नया अध्ययन वैज्ञानिकों को समझने में मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि गुरुत्वाकर्षण सबसे छोटे पैमाने पर क्वांटम यांत्रिकी के अनुरूप है। दिलचस्प बात यह है कि इस परिमाण की गुरुत्वाकर्षण बल, एक नियम के रूप में, केवल रिमोट आकाशगंगाओं के क्षेत्रों में ही उत्पन्न होता है। तो कम से कम प्रशंसा के एक नए अध्ययन के परिणाम।
प्रयोग हेनरी कैवेंडिश
18 वीं शताब्दी के अंत में, ब्रिटिश भौतिक विज्ञानी और रसायनज्ञ हेनरी कैवेंडिश हमारे ग्रह की औसत घनत्व को मापना चाहती थीं। प्रयोग में, वैज्ञानिक ने ट्वीक स्केल और रॉकर का उपयोग किया, जिसे उन्होंने लंबे धातु के धागे पर सुरक्षित किया। इसमें, भौतिक विज्ञानी ने दो लीड गेंदों को लगभग 730 ग्राम प्रत्येक डाल दिया। इन गेंदों में से प्रत्येक - एक ऊंचाई पर - कैवेन्डिश ने भारी गेंद का नेतृत्व किया, लगभग 150 किलो, लीड से भी बने। कैवेन्डिश ने प्रयोग के दौरान अधिकतम प्रयास किया और स्थापना को लकड़ी के बक्से में रखा ताकि वायु प्रवाह और तापमान बूंदों का कोई प्रभाव न हो।
नतीजा शायद प्रिय पाठक को जानता है, पृथ्वी की घनत्व को मापने के लिए संतोषजनक सटीकता की अनुमति दी और प्रयोगशाला स्थितियों में निकायों के बीच गुरुत्वाकर्षण बातचीत का अध्ययन करने के लिए इतिहास में पहला प्रयोग बन गया। हम यह भी ध्यान देते हैं कि बाद में कैवेंडिश द्वारा प्राप्त आंकड़ों को वैज्ञानिकों को गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक की गणना करने की अनुमति दी गई।
गुरुत्वाकर्षण स्थिर या न्यूटन कॉन्स्टेंट एक मौलिक भौतिक स्थिरता है, जो गुरुत्वाकर्षण बातचीत का निरंतर है।
यह समझना महत्वपूर्ण है कि उनके प्रयोग में वैज्ञानिक ने गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक को निर्धारित करने का कार्य नहीं किया, क्योंकि उन वर्षों में अभी तक वैज्ञानिक समुदाय में इसका एक विचार विकसित नहीं किया गया था।
गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को मापने के लिए कैसे?
वियना विश्वविद्यालय और ऑस्ट्रियन एकेडमी ऑफ साइंसेज से भौतिकी के एक नए अध्ययन में, पहली बार कैवेन्डिश प्रयोग का एक लघु संस्करण विकसित हुआ। इतिहास में पहली बार, वे एक बेहद संवेदनशील टोरसन पेंडुलम का उपयोग करके केवल 2 मिमी व्यास के साथ गोल्डन कटोरे के गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को सफलतापूर्वक मापने में कामयाब रहे। इस पैमाने पर, टीम को कई गड़बड़ी के स्रोतों को ध्यान में रखना पड़ा।
टोरसन पेंडुलम या घूर्णन पेंडुलम एक यांत्रिक प्रणाली है जिसमें शरीर को पतले धागे पर निलंबित कर दिया जाता है और इसमें केवल एक डिग्री की स्वतंत्रता होती है: निश्चित धागे द्वारा परिभाषित अक्ष के चारों ओर घूर्णन।
भौतिकी के गुरुत्वाकर्षण द्रव्यमान के रूप में, सोने की गेंदों का उपयोग किया गया था, प्रत्येक वजन 90 मिलीग्राम वजन। 40 मिलीमीटर की दूरी पर एक क्षैतिज ग्लास रॉड से दो सोने के गोलाकार जुड़े हुए थे। गोलाकारों में से एक एक परीक्षण द्रव्यमान था, एक और काउंटरवेट; तीसरा क्षेत्र स्रोत द्रव्यमान है, गुरुत्वाकर्षण बातचीत बनाने के लिए परीक्षण द्रव्यमान के बगल में चले गए। गोलाकारों के विद्युत चुम्बकीय बातचीत को रोकने के लिए, फैराडे स्क्रीन का उपयोग किया गया था, और प्रयोग ध्वनिक और भूकंपीय हस्तक्षेप को रोकने के लिए वैक्यूम कक्ष में किया गया था।
फिर, लेजर की मदद से, वैज्ञानिक रॉड के केंद्र में डिटेक्टर के केंद्र में दर्पण से बाउंस के रूप में ट्रैक करने में सक्षम थे। जब रॉड घुमाया जाता है, तो डिटेक्टर पर लेजर के आंदोलन से पता चला कि गुरुत्वाकर्षण बल कितना कार्य करता है, और स्रोत के द्रव्यमान के आंदोलन ने सही तरीके से कार्य किया, टीम को दो लोगों द्वारा बनाए गए गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र को सटीक रूप से प्रदर्शित करने की अनुमति दी। प्रयोग से पता चला है कि न्यूटन के विश्व मेले की दुनिया केवल 9 0 मिलीग्राम के छोटे द्रव्यमान के लिए भी मान्य है।
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नतीजे भी दिखाते हैं कि भविष्य में गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के छोटे माप भी हो सकते हैं। दिलचस्प बात यह है कि नई खोज वैज्ञानिकों को क्वांटम दुनिया के अध्ययन में अग्रिम करने में मदद कर सकती है और संभावित रूप से अंधेरे पदार्थ, अंधेरे ऊर्जा, स्ट्रिंग सिद्धांत और स्केलर क्षेत्रों का एक नया विचार प्राप्त कर सकती है।
जैसा कि नए वैज्ञानिक के साथ एक साक्षात्कार में हंस हेईपस अध्ययन सहयोगी द्वारा उल्लेख किया गया है, प्रयोग में सबसे बड़ा मुद्रांकन प्रभाव वियना में अनुसंधान प्रयोगशाला के आसपास पैदल यात्री और ट्राम यातायात द्वारा उत्पन्न भूकंपीय ऑसीलेशन से दर्ज किया गया था। इसलिए, भौतिकी के माप के सर्वोत्तम परिणाम रात में और क्रिसमस की छुट्टियों के दौरान प्राप्त किए गए थे, जब सड़कों पर लोग छोटे थे।
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यदि आप काम के दौरान प्राप्त परिणामों को संक्षेप में संक्षेप में सारांशित करने का प्रयास करते हैं, तो गुरुत्वाकर्षण बल (आइंस्टीन के अनुसार) इस तथ्य का एक परिणाम है कि जनता अंतरिक्ष-समय को मोड़ती है जिसमें अन्य द्रव्यमान चल रहे हैं। एक नए प्रयोग में, भौतिकविदों ने यह मापने में कामयाब रहे कि कैसे अंतरिक्ष-समय लेडीबग को मोड़ता है। और आप क्या सोचते हैं, नया उद्घाटन लीड क्या होगा? क्या वैज्ञानिक अंततः दो गैर-डॉकिंग सिद्धांतों को सुलझाने में सक्षम होंगे? जवाब यहां इंतजार कर रहा है, साथ ही इस आलेख की टिप्पणियों में भी।