భౌతికశాస్త్రం చరిత్రలో అతిచిన్న గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని కొలుస్తుంది. ఎందుకు ముఖ్యమైనది?

Anonim

శాస్త్రవేత్తలు గురుత్వాకర్షణ గురించి మన అవగాహనలో తప్పిపోయినట్లు తెలుసు. ఉదాహరణకు, మర్మమైన చీకటి శక్తిని విశ్వం యొక్క విస్తరణను ఎలా వేగవంతం చేస్తారో వివరించలేదు, మరియు క్వాంటం మెకానిక్స్తో కూడా స్థిరంగా ఉండదు, ఇది అణువుల మరియు ప్రాధమిక కణాల స్థాయిలో ఎలా వ్యవహరిస్తుందో వివరిస్తుంది. రెండు సిద్ధాంతాలను పునరుద్దరించటానికి ప్రయత్నించడానికి ఒక మార్గం చిన్న వస్తువులు గురుత్వాకర్షణతో ఎలా వ్యవహరిస్తాయో గమనించడం. ఇటీవలే, చరిత్రలో మొదటి సారి భౌతిక శాస్త్రవేత్తల అంతర్జాతీయ బృందం విజయవంతంగా ఒక చిన్న బంగారు గిన్నె యొక్క గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని ప్రయోగశాల పరిస్థితుల్లో 2 మిమీ వ్యాసంతో కొలుస్తుంది. చిన్న అధ్యయనంలో చిన్న స్థాయిలో క్వాంటం మెకానిక్స్తో గురుత్వాకర్షణ ఎలా స్థిరంగా ఉంటుందో అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక కొత్త అధ్యయనం రూపొందించబడింది. ఆసక్తికరంగా, ఈ పరిమాణం యొక్క గురుత్వాకర్షణ దళాలు, ఒక నియమం వలె, చాలా రిమోట్ గెలాక్సీల ప్రాంతాలలో మాత్రమే తలెత్తుతాయి. కాబట్టి ఒక కొత్త అధ్యయనం యొక్క ఫలితాలు కనీసం ఆరాధిస్తాను.

భౌతికశాస్త్రం చరిత్రలో అతిచిన్న గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని కొలుస్తుంది. ఎందుకు ముఖ్యమైనది? 20624_1
నాణెంతో పోలిస్తే ఒక కొత్త అధ్యయనం యొక్క కోర్సులో బంగారు బంతి ఉపయోగించబడింది.

ప్రయోగం హెన్రీ కావెండిష్

18 వ శతాబ్దం చివరలో, బ్రిటిష్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త మరియు రసాయన శాస్త్రవేత్త హెన్రీ కావెండిష్ మా గ్రహం యొక్క సగటు సాంద్రత కొలిచేందుకు కోరుకున్నాడు. ప్రయోగం లో, శాస్త్రవేత్త సర్దుబాటు ప్రమాణాలు మరియు రాకర్, అతను ఒక దీర్ఘ మెటల్ థ్రెడ్ లో సురక్షితం. దీనిలో, భౌతిక శాస్త్రవేత్త 730 గ్రాముల గురించి రెండు ప్రధాన బంతులను ఉంచారు. ఈ బంతుల్లో ప్రతి - ఒక ఎత్తు వద్ద - కావెండిష్ ఒక భారీ బంతి దారితీసింది, కూడా 150 కిలోల, కూడా ప్రధాన తయారు. కావెండిష్ ప్రయోగం సమయంలో గరిష్ట ప్రయత్నం చేసి, ఒక చెక్క పెట్టెలో సంస్థాపనను ఉంచారు, అందువల్ల గాలి ప్రవాహం మరియు ఉష్ణోగ్రత చుక్కలు దానిపై ఎటువంటి ప్రభావాన్ని కలిగి లేవు.

ఫలితంగా ప్రియమైన రీడర్ తెలుసు, భూమి యొక్క సాంద్రతను కొలవడానికి సంతృప్తికరమైన ఖచ్చితత్వాన్ని అనుమతించింది మరియు ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో శరీరాల మధ్య గురుత్వాకర్షణ పరస్పర చర్యను అధ్యయనం చేయడానికి మొదటి ప్రయోగం అయింది. కావెండిష్ ద్వారా పొందిన డేటా తరువాత గురుత్వాకర్షణ స్థిరాన్ని లెక్కించడానికి శాస్త్రవేత్తలు అనుమతించాము.

గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం లేదా న్యూటన్ స్థిరాంకం అనేది ఒక ప్రాథమిక శారీరక స్థిరాంకం, గురుత్వాకర్షణ సంకర్షణ స్థిరాంకం.

భౌతికశాస్త్రం చరిత్రలో అతిచిన్న గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని కొలుస్తుంది. ఎందుకు ముఖ్యమైనది? 20624_2
భూమి యొక్క సగటు సాంద్రత 5.51. ఈ విలువలు రెండు శతాబ్దాలుగా విభజించబడ్డాయి మరియు బ్రిటీష్ హెన్రీ కావెండిష్ యొక్క భారీ ప్రయోగాత్మక ప్రతిభను నిర్ధారించాయి.

అతని ప్రయోగం లో శాస్త్రవేత్త గురుత్వాకర్షణ స్థిరాంకం నిర్ణయించే పనిని చాలు లేదు, ఆ సంవత్సరాల్లో ఇప్పటికీ శాస్త్రీయ సమాజంలో ఒక ఆలోచనను అభివృద్ధి చేయలేదు.

గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని ఎలా కొలిచేందుకు?

వియన్నా విశ్వవిద్యాలయం మరియు ఆస్ట్రియన్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ నుండి ఒక నూతన అధ్యయనంలో, మొదటి సారి కావెండిష్ ప్రయోగం యొక్క సూక్ష్మ వెర్షన్ను అభివృద్ధి చేసింది. చరిత్రలో మొదటి సారి, వారు గోల్డెన్ బౌల్ యొక్క గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని విజయవంతంగా లెక్కించగలిగారు, ఇది కేవలం 2 మి.మీ. ఈ స్థాయిలో, జట్టు ఖాతాలోకి అనేక perturbation మూలాల తీసుకోవాలని.

టోర్సియన్ లోలకం లేదా భ్రమణం లోలకం అనేది ఒక సన్నని థ్రెడ్పై సస్పెండ్ చేయబడిన ఒక యాంత్రిక వ్యవస్థ మరియు కేవలం ఒక డిగ్రీని కలిగి ఉంటుంది: స్థిర థ్రెడ్ నిర్వచించిన అక్షం చుట్టూ భ్రమణం.

భౌతిక గురుత్వాకర్షణ మాస్ గా, బంగారు బంతులను ఉపయోగించారు, ప్రతి బరువు 90 mg. రెండు గోల్డ్ గోల్స్ 40 మిల్లీమీటర్ల దూరంలో ఒక క్షితిజ సమాంతర గ్లాస్ రాడ్కు జోడించబడ్డాయి. గోళాలు ఒకటి ఒక పరీక్ష ద్రవ్యరాశి, మరొక ప్రతికూలత; మూడో గోళం మూలం మాస్, టెస్ట్ మాస్ పక్కన తరలించబడింది, గురుత్వాకర్షణ సంకర్షణ సృష్టించడానికి. గోళాల యొక్క విద్యుదయస్కాంత పరస్పర చర్యను నివారించడానికి, ఫెరడే స్క్రీన్ ఉపయోగించబడింది, మరియు ప్రయోగం ధ్వని మరియు భూకంప జోక్యంను నివారించడానికి ఒక వాక్యూమ్ చాంబర్లో నిర్వహించబడింది.

భౌతికశాస్త్రం చరిత్రలో అతిచిన్న గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని కొలుస్తుంది. ఎందుకు ముఖ్యమైనది? 20624_3
ఒక చిన్న లోలకం ఒక సన్నని గాజు ఫైబర్ మీద సస్పెండ్ చేయబడింది ఒక మిల్లిమీటర్ గోల్డెన్ బౌల్ యొక్క గురుత్వాకర్షణ శక్తి అనిపిస్తుంది.

అప్పుడు, ఒక లేజర్ సహాయంతో, శాస్త్రవేత్తలు రాడ్ మధ్యలో అద్దం నుండి బౌన్స్ అయ్యేలా ట్రాక్ చేయగలిగారు. రాడ్ తిప్పినప్పుడు, డిటెక్టర్ మీద లేజర్ యొక్క ఉద్యమం గురుత్వాకర్షణ శక్తి చర్యలు మరియు మూలం యొక్క సామూహిక ఉద్యమం సరిగ్గా పనిచేస్తుంది, జట్టు ఖచ్చితంగా రెండు మాస్ రూపొందించినవారు గురుత్వాకర్షణ రంగంలో ప్రదర్శించడానికి అనుమతించింది. ఈ ప్రయోగం న్యూటన్ యొక్క ప్రపంచ ఫెయిర్ ప్రపంచం మాత్రమే 90 మిల్లీగ్రాముల చిన్న ప్రజలకు చెల్లుతుంది.

కూడా చదవండి: ఒక క్వాంటం మెకానిక్ స్పేస్ సమయం ఉనికిని వివరిస్తుంది?

భవిష్యత్తులో గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రం యొక్క చిన్న కొలతలు కూడా ఉండవచ్చు అని ఫలితాలు కూడా చూపించాయి. ఆసక్తికరంగా, కొత్త ఆవిష్కరణ క్వాంటం వరల్డ్ యొక్క అధ్యయనంలో ముందుకు సాగడానికి శాస్త్రవేత్తలకు సహాయపడుతుంది మరియు కృష్ణ పదార్థం, చీకటి శక్తి, స్ట్రింగ్ సిద్ధాంతం మరియు స్కేలార్ ఫీల్డ్ల కొత్త ఆలోచనను సమర్థవంతంగా పొందవచ్చు.

భౌతికశాస్త్రం చరిత్రలో అతిచిన్న గురుత్వాకర్షణ క్షేత్రాన్ని కొలుస్తుంది. ఎందుకు ముఖ్యమైనది? 20624_4
ఈ అధ్యయనంలో సమర్పించిన పథకం. చిత్రం ప్రకృతి, 2021

కొత్త శాస్త్రవేత్తతో ఒక ఇంటర్వ్యూలో హన్స్ హెపస్ అధ్యయనాలు సహకారులు గుర్తించారు, ప్రయోగం లో అతిపెద్ద స్టాంపింగ్ ప్రభావం అందువలన, భౌతిక కొలతల యొక్క ఉత్తమ ఫలితాలు రాత్రి మరియు క్రిస్మస్ సెలవులు సమయంలో, వీధుల్లో ప్రజలు చిన్నవిగా ఉన్నప్పుడు.

మీరు ఆసక్తి కలిగి ఉంటారు: శాస్త్రవేత్తలు కొత్త క్వాంటం గ్రావిటీ సిద్ధాంతాన్ని సృష్టిస్తారు

మీరు క్లుప్తంగా పని సమయంలో పొందిన ఫలితాలను క్లుప్తంగా సంగ్రహించడానికి ప్రయత్నిస్తే, గురుత్వాకర్షణ శక్తి (ఐన్స్టీన్ ప్రకారం) ఇతర మాస్ కదిలే స్థలం-సమయాన్ని ట్విస్ట్ వాస్తవం యొక్క పర్యవసానంగా ఉంటుంది. ఒక కొత్త ప్రయోగం లో, భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు స్పేస్-సమయం ఎలా ladybug ఎలా కొలిచేందుకు నిర్వహించేది. మరియు మీరు ఏమనుకుంటున్నారు, కొత్త ప్రారంభ నాయకత్వం ఏమిటి? శాస్త్రవేత్తలు చివరకు రెండు నాన్-డాకింగ్ సిద్ధాంతాలను పునరుద్దరించగలరా? సమాధానం ఇక్కడ వేచి ఉంటుంది, అలాగే ఈ వ్యాసం వ్యాఖ్యలు.

ఇంకా చదవండి