萬有引力常量G可以準確測得嗎?
發(fā)布時間:2016-02-17 17:19
自牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力以來,三個世紀過去了,,人類還是沒有找到測量萬有引力常數(shù)G的好方法。在最近關于引力的一份新研究中,作者認為鑒于萬有引力常量G在宇宙學、粒子物理學和其它領域中存在相關性,又因為關于萬有引力如何與其它力相關缺乏完整的理論,所以人類有充足的理由想要確定G的精確值。
科學家用光將單一原子云分裂成兩團原子云,并將兩團原子云順著真空容器向上推——研究人員將這種技術稱為“滑動的糖漿”。兩團原子云到達不同高度后又落到容器底部。原子在量子性質的作用下形成干涉圖樣。如果有什么東西改變了原子的軌道,比如鎢配重塊對原子產生的引力,引力對干涉圖樣帶來的改變就會被記錄下來。
這臺設備被稱為原子干涉儀,是一種極為靈敏的設備,同時也對環(huán)境“噪音”十分敏感。科學家為此付出了巨大的努力,包括用兩臺不同設備重復實驗,將設備上方和下方的鎢塊對調等等。就算做到這種程度,容器的平坦程度和設備的底座還是會對結果帶來巨大的不確定度。
在進行了300次測量后,他們認為實驗的不確定度為百萬分之150,他們相信在未來的研究中,這個值可以大大縮小。最終他們確定的萬有引力常量G的數(shù)值為G = 6.67191(99)×10^-11m3kg^-1s^-2,這個數(shù)值與之前測得的數(shù)值的其中不到一半相吻合。
我們很可能無法測出準確的萬有引力常量——因為G不應被稱為常量,而是一個隨用隨測的值。況且引力這種力的是那么微弱,測量本身也是一項極難的挑戰(zhàn)。
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