Yerçekimi sabiti, yerçekiminin içsel kuvvetini tanımlar ve iki nesne arasındaki yerçekimi kuvvetini hesaplamak için kullanılabilir.
“Büyük G” olarak da bilinir veya Jyerçekimi sabiti ilk olarak tanımlandı Isaac Newton 1680’de formüle ettiği evrensel yerçekimi yasasında. Bu, doğanın temel sabitlerinden biridir. (6.6743 ± 0.00015) x10^–11 m^3 kg^–1 s^–2 değerinde (Yeni bir sekmede açılır).
Yerçekimi sabiti kullanılarak iki nesne arasındaki yerçekimi kuvveti, çoğumuzun lisede karşılaştığı bir denklem kullanılarak hesaplanabilir: iki nesne arasındaki yerçekimi kuvveti, bu iki nesnenin (m1 ve m2) kütlelerinin çarpılmasıyla bulunur ve Jsonra iki nesne arasındaki mesafenin karesine bölün (F = [G x m1 x m2]/p^2).
Keith Cooper, Manchester Üniversitesi’nden Fizik ve Astrofizik derecesine sahip, Birleşik Krallık’ta serbest çalışan bir bilim gazetecisi ve editörüdür. The Connection Paradox: Challenging Our Assumptions in the Search for Extraterrestrial Intelligence (Bloomsbury Sigma, 2020) kitabının yazarıdır ve çok sayıda dergi ve web sitesi için astronomi, uzay, fizik ve astrobiyoloji üzerine makaleler yazmıştır.
yerçekimi sabiti
Yerçekimi sabiti, dünyadaki her şeyin kütlesini ölçmenin anahtarıdır. Evren.
Örneğin, yerçekimi sabiti bir kez bilindiğinde, yerçekiminden kaynaklanan ivmeye konjuge edilir. Yer, gezegenimizin kütlesi hesaplanabilir. Gezegenimizin kütlesini bildiğimizde, Dünya’nın yörüngesinin boyutunu ve süresini bilmek, gezegenimizin kütlesini ölçmemizi sağlar. Güneş. Güneşin kütlesini bilmek, evrendeki her şeyin kütlesini ölçmemizi sağlar. Samanyolu İçeriden güneşin yörüngesine.
yerçekimi sabiti ölçümü
Ölçüm J Bu, ilk yüksek çözünürlüklü bilimsel deneylerden biriydi ve bilim adamları, uzayda farklı zamanlar ve yerler için değişip değişmediğini ve bunun kozmoloji için önemli etkileri olabilecek olup olmadığını araştırıyorlar.
Yerçekimi sabiti için 6.67408 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2 değerine ulaşmak, bir haritacının girişimleriyle teşvik edilen, on sekizinci yüzyıldan oldukça zekice bir deneye dayanıyordu. Pennsylvania ve Maryland arasındaki sınırı çizin (Yeni bir sekmede açılır).
İngiltere’de, dünya Henry Cavendish (Yeni bir sekmede açılır) Dünyanın yoğunluğunu hesaplamakla ilgilenen (1731-1810), gerçekleştirilen (Yeni bir sekmede açılır) O bilirkişinin çabaları Başarısızlığa mahkum (Yeni bir sekmede açılır) Çünkü yakındaki dağlar, bir sörveyörün “şakülünü” (sörveyörlerin ölçümlerini alabilecekleri dikey bir referans çizgisi sağlayan bir araç) hafif bir yerçekimini ortaya çıkaracak ve okumalarını ortadan kaldıracaktır. eğer boyutunu biliyorlarsa JDağların yerçekimi kuvvetini hesaplayabilir ve sonuçlarını ayarlayabilirler.
Böylece Cavendish, tarihte o ana kadar yapılmış en doğru bilimsel ölçüm olan benzetmeyi yapmak için yola çıktı.
(Yeni bir sekmede açılır)
onun deneyimi olarak anılmıştır.Burulma Dengesi TeknolojisiAynı eksen etrafında dönebilen iki dambıl içeriyordu.Dambıllardan birinin bir çubuğa bağlı ve liflerle düzgün bir şekilde asılı duran iki küçük topu vardı.Diğer dambıller, her iki yöne de dönebilen 348 lb (158 kg) daha büyük bir ağırlığa sahipti. küçük halterlerin yanında.
Daha büyük ağırlıklar daha küçük topların yanına yerleştirildiğinde, daha büyük topların yerçekimi kuvveti daha küçük topları çekerek liflerin bükülmesine neden oldu. Burulma derecesi, Cavendish’in burulma sisteminin torkunu (dönme kuvveti) ölçmesine izin verdi. Ardından tork için bu değeri ” yerine kullanın.F‘Yukarıda açıklanan denklemde, ağırlıkların kütleleri ve mesafeleriyle birlikte, denklemi hesaplamak için yeniden düzenleyebilir. J.
Yerçekimi sabiti değişebilir mi?
Fizikçiler arasında bir hayal kırıklığı kaynağı çünkü “Büyük G”, diğer temel sabitler kadar çok ondalık basamakla bilinmiyor. Örneğin, bir dosyanın maliyeti Elektron dokuz ondalık basamakla bilinir (1.602176634 × 10^-19 coulomb), ancak J Yalnızca beş ondalık basamağa kadar doğru bir şekilde ölçeklenir. Sinir bozucu, daha doğru ölçme çabaları Birbirinizle aynı fikirde olmayın (Yeni bir sekmede açılır).
Bunun bir nedeni, deney cihazının etrafındaki şeylerin yerçekiminin deneye müdahale edecek olmasıdır. Bununla birlikte, sorunun yalnızca ampirik bir sorun olmadığı, aynı zamanda var olabileceği konusunda da güçlü bir şüphe var. Bazı yeni fizik iş başında (Yeni bir sekmede açılır). Yerçekimi sabitinin bilim adamlarının düşündüğü kadar sabit olmaması da mümkündür.
1960’larda, ekibi keşfetmek için yola çıkan fizikçi Robert Dickey kozmik mikrodalga arka plan (CMB) tarafından 1964’te Arno Penzias ve Robert Wilson) – ve Carl Brans standart tensör kütleçekimi teorisini geliştirdi. Albert Einstein‘s Genel görelilik teorisi. Skaler alan, uzayda farklı noktalarda değişebilen bir özelliği tanımlar (dosya Dünya benzetmesi bir sıcaklık haritasıdır, sıcaklığın sabit olmadığı, ancak konuma göre değiştiği). Yerçekimi bir skaler alan ise, o zaman J Uzay ve zaman boyunca farklı değerlere sahip olabilir. Bu, yerçekiminin evrende sabit olduğunu varsayan genel göreliliğin daha kabul gören versiyonundan farklıdır.
Japonya’daki Okayama Üniversitesi’nden Motohiko Yoshimura, skaler yerçekimi teorisinin birbiriyle bağlantılı olabileceğini öne sürdü. kozmik enflasyon karanlık enerji ile. Enflasyon, evrenin doğuşundan milisaniyeler içinde meydana geldi ve uzayın kısa ama hızlı bir şekilde genişlemesine yol açtı ve bundan 10^-36 ve 10^-33 saniye sonra sürdü. büyük patlamaEvren, gizemli bir şekilde kapanmadan önce mikroskobik boyuttan makroskobik boyuta şişti.
(Yeni bir sekmede açılır)
karanlık enerji Bugün evrenin genişlemesini hızlandıran gizemli güçtür. Birçok fizikçi, iki genişleyen kuvvet arasında bir bağlantı olup olmadığını merak etti. Yoshimura, her ikisinin de skaler yerçekimi alanının tezahürleri olduğunu öne sürüyor. Erken evrende çok daha güçlüsonra zayıfladı, ancak evrenin genişlemesi ve maddenin yayılmasıyla yeniden güçlendi.
Bununla birlikte, önemli farklılıkları keşfetmeye çalışın. J Evrenin diğer bölgelerinde henüz hiçbir şey bulamadılar. Örneğin, 2015 yılında, düzenli nabızların 21 yıllık bir çalışmasının sonuçları ortaya çıktı. pulsar PSR J1713 + 0747 Dizin bulunamadı (Yeni bir sekmede açılır) Yerçekimi, güneş sisteminde burada olduğundan farklı bir güce sahiptir. hayır Yeşil Banka Gözlemevi ve Arecibo Radyo Teleskop 3750 ışıkyılı uzaklıkta bir ikili sistemde yer alan PSR J1713+0747’yi takip ediyor. Beyaz cüce. Pulsar en iyi bilinenlerden biridir ve “Big G” den herhangi bir sapma, beyaz cüce ile yörünge dansı döneminde ve nabzının zamanlamasında çabucak kendini gösterirdi.
içinde Beyan (Yeni bir sekmede açılır)PSR J1713+0747 çalışmasını yöneten British Columbia Üniversitesi’nden Wei Zhou, “Yerçekimi sabiti fizikte temel bir sabittir, bu nedenle bu temel varsayımı farklı yer, zaman ve yerçekimi nesneleri kullanarak test etmek önemlidir. koşullar: yerçekimini görmemiz gerçeği, güneş sistemimizde uzak mesafelerde yaptığınız gibi yıldız Sistem, yerçekimi sabitinin gerçekten küresel olduğunu doğrulamaya yardımcı oluyor.”
Ek kaynaklar
gözden geçirmek Yerçekimi ile ilgili laboratuvar testleri (Yeni bir sekmede açılır) Washington Üniversitesi’ndeki Eöt-Wash Group tarafından yürütülmüştür.
İnceleme için “GG”yi ölçme girişimleri (Yeni bir sekmede açılır) Ve sonuçlar ne anlama gelebilir?
Britanya yerçekimi sabitinin tanımı (Yeni bir sekmede açılır).
dizin
“Newton yerçekimi sabitinin doğru ölçümü (Yeni bir sekmede açılır). Xue, Chao ve diğerleri Ulusal Bilim İncelemesi (2020).
“Yerçekimi sabitinin garip hali (Yeni bir sekmede açılır). Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri (2022).
“Henry Cavendish (Yeni bir sekmede açılır). Britannica (2022).
Twitter’da Keith Cooper’ı takip edin Tweet yerleştirme (Yeni bir sekmede açılır). Bizi Twitter’da takip edin Tweet yerleştirme (Yeni bir sekmede açılır) ve üzerinde Facebook (Yeni bir sekmede açılır).
“Seyahat meraklısı. Zombi geek. Yemek gurusu. Kötü kahve delisi. Tutkulu twitter ustası. Kendini adamış televizyon hayranı.”