Fizik mezire pi piti jaden an gravitasyonèl nan listwa. Poukisa li enpòtan?

Anonim

Syantis gen tan konnen ke nan konpreyansyon nou nan yon bagay gravite ki manke. Li, pou egzanp, pa eksplike ki jan misterye enèji fè nwa akselere ekspansyon an nan linivè a, epi li se tou pa ki konsistan avèk mekanik pwopòsyon, ki dekri kijan objè konpòte nan nivo a nan atòm ak patikil elemantè. Youn nan fason pou yo eseye rekonsilye tou de teyori se yo obsève ki jan ti objè kominike avèk gravite. Dènyèman, ekip entènasyonal la nan fizisyen la pou premye fwa nan istwa avèk siksè mezire jaden an gravitasyonèl nan yon ti bòl an lò ak yon dyamèt ki sou 2 mm nan kondisyon laboratwa. Yon etid nouvo ki fèt ede syantis konprann ki jan gravite se ki konsistan avèk mekanik pwopòsyon nan echèl ki pi piti a. Enteresan, fòs yo gravitasyonèl nan sa a grandè, tankou yon règ, leve sèlman nan rejyon yo nan galaksi ki yo ki pi aleka. Se konsa, rezilta yo nan yon etid nouvo omwen admire.

Fizik mezire pi piti jaden an gravitasyonèl nan listwa. Poukisa li enpòtan? 20624_1
Golden boul yo itilize nan kou a nan yon etid nouvo an konparezon ak pyès monnen an.

Eksperyans Henry Cavendish

Nan fen 18tyèm syèk la, britanik fizisyen ak magazen Henry Cavendish te vle mezire dansite an mwayèn nan planèt nou an. Nan eksperyans la, syantis la itilize balans yo tweak ak rokeur a, ki li garanti sou yon moso fil metal long. Nan li, fizisyen a mete de voye boul plon sou 730 gram chak. Nan chak nan sa yo voye boul - nan yon sèl wotè - Cavendish dirije yon boul lou, sou 150 kg, tou te fè nan plon. Cavendish mete efò a maksimòm pandan eksperyans la epi yo mete yo enstalasyon an nan yon bwat an bwa pou ke koule lè ak gout tanperati pa t 'gen okenn enfliyans sou li.

Rezilta a pwobableman konnen lektè a renmen anpil, pèmèt presizyon satisfezan ki mezire dansite la nan tè a ak te vin eksperyans nan premye nan istwa yo etidye entèraksyon an gravitasyonèl ant kò yo nan kondisyon laboratwa. Nou menm tou nou sonje ke done yo jwenn nan Cavendish imedyatman pèmèt syantis yo kalkile konstan nan gravitasyonèl.

Konstan nan gravitasyonèl oswa Newton konstan se yon fondamantal fizik konstan, yon konstan nan entèraksyon gravitasyonèl.

Fizik mezire pi piti jaden an gravitasyonèl nan listwa. Poukisa li enpòtan? 20624_2
Dansite an mwayèn nan peyi a se 5.51. Valè sa yo divize de syèk yo ak konfime gwo talan an eksperimantal nan Britanik Henry Cavendish.

Li enpòtan ke ou konprann ke syantis la nan eksperyans li pa t 'mete travay la nan pou detèmine si konstan nan gravitasyonèl, depi nan ane sa yo pa te gen ankò devlope yon lide sèl nan li nan kominote a syantifik.

Ki jan yo mezire jaden an gravitasyonèl?

Nan yon etid nouvo sou fizik ki nan inivèsite University of Vyèn ak Akademi an Ostralyen nan Syans, la pou premye fwa devlope yon vèsyon Miniature nan eksperyans Cavendish. Pou la pwemye fwa nan istwa, yo jere yo avèk siksè mezire jaden an gravitasyonèl nan bòl an lò ak yon dyamèt ki sèlman 2 mm lè l sèvi avèk yon pandil trè sansib torsion. Sou echèl sa a, ekip la te pran an kont yon kantite sous perturbation.

Pandil la Torsion oswa Pandil wotasyon se yon sistèm mekanik nan ki se kò a sispann sou yon moso fil mens epi li gen sèlman yon sèl degre nan libète: wotasyon alantou aks la defini nan fil la fiks.

Kòm yon mas gravitasyonèl nan fizik, voye boul lò yo te itilize, chak peze apeprè 90 mg. De esfè lò te tache nan yon baton vè orizontal nan yon distans de 40 milimèt. Youn nan esfè yo te yon mas tès, yon lòt kontrepwa; Esfè a twazyèm se mas la sous, deplase pwochen nan mas egzamen an yo kreye entèraksyon gravitasyonèl. Pou anpeche entèraksyon elektwomayetik nan esfè yo, yo te ekran an Faraday itilize, e li te eksperyans la te pote soti nan yon chanm vakyòm yo anpeche Acoustic ak seismic entèferans.

Fizik mezire pi piti jaden an gravitasyonèl nan listwa. Poukisa li enpòtan? 20624_3
Yon pandil ti sispann sou yon fib vè mens santi l pouvwa gravitasyonèl nan yon bòl milimèt an lò.

Lè sa a, avèk èd nan yon lazè, syantis yo te kapab swiv kòm yon ray rebondi soti nan glas la nan sant la nan baton an nan detektè a. Lè baton an vire toutotou a, mouvman an nan lazè a sou detektè a te montre konbyen lajan fòs yo gravitasyonèl aji, ak mouvman an nan mas la nan sous la aji kòrèkteman, pèmèt ekip la avèk presizyon montre jaden an gravitasyonèl kreye pa de mas. Eksperyans lan te montre ke mond lan nan Fwa Mondyal Newton a valab menm pou mas ti nan sèlman 90 miligram.

Li tou: Èske yon mekanisyen pwopòsyon eksplike egzistans lan nan espas-tan?

Rezilta yo te montre tou ke nan tan kap vini an ka gen menm pi piti mezi nan jaden an gravitasyonèl. Enteresan, dekouvèt la nouvo ka ede syantis yo avanse nan etid la nan mond lan pwopòsyon ak potansyèlman jwenn yon lide nouvo sou matyè nwa, enèji fè nwa, teyori fisèl ak jaden eskalè.

Fizik mezire pi piti jaden an gravitasyonèl nan listwa. Poukisa li enpòtan? 20624_4
Konplo a prezante nan etid la. Nati Imaj, 2021

Kòm te note nan Hans Heipas Etid kolaboratè yo nan yon entèvyou ak syantis nan nouvo, yo te pi gwo efè a Stamping nan eksperyans la anrejistre soti nan osilasyon sismik ki te pwodwi pa pyeton ak trafik bèn alantou laboratwa a rechèch nan Vyèn. Se poutèt sa, rezilta yo pi byen nan mezi nan fizik yo te jwenn nan mitan lannwit ak pandan jou ferye yo Nwèl la, lè moun nan lari yo te pi piti.

Ou pral enterese nan: Syantis pwoche bò kreyasyon yon nouvo teyori pwopòsyon gravite

Si ou eseye yon ti tan rezime rezilta yo jwenn pandan travay la, fòs la gravitasyonèl (dapre Einstein) se yon konsekans lefèt ke mas yo tòde espas-tan an nan ki lòt mas yo ap deplase. Nan yon eksperyans nouvo, fizisyen jere yo mezire ki jan espas-tan Torsion koksinèl la koksinèl la. Ak ki sa ou panse, ki sa ki pral ouvèti a nouvo ouvèti? Èske syantis yo pral kapab finalman rekonsilye de teyori ki pa ancrage? Repons lan ap tann isit la, osi byen ke nan kòmantè sa yo nan atik sa a.

Li piplis