Yerçekimi sabiti yeni yöntemler kullanılarak ölçülmüştür. Yerçekimi sabitinin yeni ölçümleri durumu daha da karıştırıyor

Rusya ve Çin'den bilim insanları, iki bağımsız yöntem kullanarak yer çekimi sabitini geliştirdiler. Araştırmanın sonuçları Nature dergisinde yayınlandı.

Yerçekimi sabiti G, hesaplamalarda kullanılan fizikteki temel sabitlerden biridir. yerçekimi etkileşimi maddi bedenler. Newton'un evrensel çekim yasasına göre, iki maddi noktanın çekimsel etkileşimi, kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. Bu formül aynı zamanda sabit bir katsayı da içerir - yerçekimi sabiti G. Gökbilimciler artık kütleleri ve mesafeleri yerçekimi sabitinden çok daha doğru bir şekilde ölçebilmektedirler; bu nedenle cisimler arasındaki tüm yerçekimi hesaplamalarında sistematik bir hata birikmiştir. Muhtemelen yerçekimi sabitiyle ilgili hata, atomların veya temel parçacıkların etkileşimlerine ilişkin çalışmaları da etkiliyor.

Fizikçiler bu miktarı defalarca ölçtüler. İÇİNDE yeni iş P.K.'nin adını taşıyan Devlet Astronomi Enstitüsü çalışanlarının da dahil olduğu uluslararası bir bilim adamları ekibi. Moskova Devlet Üniversitesi'nden Sternberg (SAI), iki yöntem ve bir burulma sarkacı kullanarak yerçekimi sabitini açıklamaya karar verdi.

“Yerçekimi sabitini ölçmek için yapılan bir deneyde, üç katın mutlak ölçümlerini yapmak gerekir. fiziksel özellikler: kütle, uzunluk ve zaman," diyor çalışmanın yazarlarından SAI'den Vadim Miliukov. - Mutlak ölçümler her zaman sistematik hatalarla karşı karşıya kalabileceğinden iki bağımsız sonuç elde etmek önemliydi. Eğer birbirleriyle örtüşüyorsa, o zaman bunların sistematikten arınmış olduğuna dair bir güven vardır. Sonuçlarımız birbiriyle üç standart sapma düzeyinde uyum gösteriyor.”

Çalışmanın yazarları tarafından kullanılan ilk yaklaşım, dinamik yöntem (time-of-swing yöntemi, ToS) olarak adlandırılan yöntemdir. Araştırmacılar, kütle kaynağı olarak görev yapan iki test gövdesinin konumuna bağlı olarak burulma titreşimlerinin sıklığının nasıl değiştiğini hesapladılar. Test gövdeleri arasındaki mesafe azalırsa, yerçekimi etkileşimi formülünden çıkan etkileşimlerinin kuvveti artar. Sonuç olarak sarkacın salınım frekansı artar.

Şema Deneysel kurulum burulma sarkaçlı

Q.Li, C.Xie, J.-P. Liu ve diğerleri.

Bu yöntemi kullanarak araştırmacılar, sarkaç askı ipinin elastik özelliklerinin ölçüm hatalarına katkısını dikkate aldılar ve bunları düzeltmeye çalıştılar. Deneyler birbirinden 150 m uzaklıkta bulunan iki bağımsız cihaz üzerinde gerçekleştirildi. İlk başta, bilim adamları üçünü test etti çeşitli türler kontrol etmek için süspansiyon ipliği lifleri olası hatalar malzeme tarafından tetiklenir. İkincisi oldukça farklı bir tasarıma sahipti: Araştırmacılar, kuruluma bağlı hataları değerlendirmek için yeni bir silikat fiber, farklı bir sarkaç ve ağırlık seti kullandılar.

G'nin ölçüldüğü ikinci yöntem Açısal ivme geri bildirimi (AAF) yöntemiydi. Salınımların frekansını değil, test gövdelerinin neden olduğu sarkacın açısal ivmesini ölçer. G'yi ölçmenin bu yöntemi yeni değil, ancak hesaplamanın doğruluğunu artırmak için bilim adamları deney düzeneğinin tasarımını kökten değiştirdiler: malzemenin ısıtıldığında genleşmemesi için alüminyum standı cam olanla değiştirdiler. Test kütleleri olarak özenle parlatılmış, şekli ve ideal olanlara tekdüzeliği olan paslanmaz çelik küreler kullanıldı.

İnsan faktörünün rolünü azaltmak için bilim adamları neredeyse tüm parametreleri yeniden ölçtüler. Ayrıca dönme sırasında sıcaklığın ve titreşimin test gövdeleri arasındaki mesafe üzerindeki etkisini ayrıntılı olarak incelediler.

Deneyler sonucunda elde edilen yer çekimi sabiti değerleri (AAF - 6.674484(78)×10 -11 m 3 kg -1 s -2 ; ToS - 6.674184(78)×10 -11 m 3 kg -1 s -2) üç standart sapma düzeyinde birbirleriyle örtüşmektedir. Ek olarak, her ikisi de önceden belirlenmiş herhangi bir değere göre en küçük belirsizliğe sahiptir ve 2014 yılında Bilim ve Teknoloji Veri Komitesi (CODATA) tarafından önerilen değerle tutarlıdır. Bu çalışmalar, öncelikle yer çekimi sabitinin belirlenmesine büyük katkı sağladı ve ikinci olarak, daha da yüksek doğruluk elde etmek için gelecekte ne gibi çabaların gerekli olacağını gösterdi.

Malzemeyi beğendin mi? Yandex.News'in “Kaynaklarım” bölümünde bizi daha sık okuyun.

Hakkında basın bültenleri bilimsel araştırma, en son yayınlanan bilimsel makaleler ve konferans duyuruları hakkında bilgilerin yanı sıra kazanılan hibe ve ödüllere ilişkin verileri lütfen science@site adresine gönderin.

M 1 ve M 2 uzakta bulunan R, eşittir: F = G m 1 m 2 r 2 . (\displaystyle F=G(\frac (m_(1)m_(2))(r^(2))).) G= 6,67408(31) 10 −11 m 3 s −2 kg −1 veya N m² kg −2.

Yerçekimi sabiti, Dünya dahil Evrendeki gezegenlerin ve diğerlerinin kütleleri gibi diğer fiziksel ve astronomik nicelikleri dönüştürmenin temelidir. kozmik cisimler, kilogram gibi geleneksel ölçü birimlerine dönüştürülür. Dahası, yer çekimi etkileşiminin zayıflığı ve bunun sonucunda ortaya çıkan yer çekimi ölçümlerinin doğruluğunun düşük olması nedeniyle sürekli ilişki Kozmik cisimlerin kütleleri genellikle kilogram cinsinden bireysel kütlelerden çok daha kesin olarak bilinir.

Yerçekimi sabiti, Planck birim sistemindeki temel ölçüm birimlerinden biridir.

Ölçüm geçmişi

Yerçekimi sabiti, evrensel çekim yasasının modern gösteriminde yer alır, ancak Newton'da ve diğer bilim adamlarının çalışmalarında açıkça mevcut değildi. XIX'in başı yüzyıl. Mevcut haliyle yerçekimi sabiti, ilk olarak evrensel yerçekimi yasasına, görünüşe göre, ancak birleşik bir metrik ölçü sistemine geçişten sonra dahil edildi. Belki de bu ilk kez Fransız fizikçi Poisson tarafından Mekanik Üzerine İnceleme (1809) adlı eserinde yapılmıştır, en azından artık yapılmamıştır. erken çalışmalar Yerçekimi sabitinin görüneceği, tarihçiler tanımlamadı [ ] .

G= 6,67554(16) × 10 −11 m 3 s −2 kg −1 (standart bağıl hata 25 ppm (veya %0,0025), orijinal yayınlanan değer, bir hesaplama hatası nedeniyle nihai değerden biraz farklıydı ve daha sonra yazarlar).

Ayrıca bakınız

Notlar

Genel görelilikte harfi kullanan gösterimler G, nadiren kullanılır, çünkü orada bu harf genellikle Einstein tensörünü belirtmek için kullanılır.
Tanım gereği, bu denklemin içerdiği kütleler yerçekimi kütleleridir, ancak herhangi bir cismin yerçekimi ve eylemsizlik kütlesinin büyüklüğü arasındaki tutarsızlıklar henüz deneysel olarak keşfedilmemiştir. Teorik olarak, içinde modern fikirler pek farklı değiller. Bu genellikle Newton'un zamanından beri standart varsayım olmuştur.
Yerçekimi sabitinin yeni ölçümleri durumu daha da karıştırıyor // Elements.ru, 09.13.2013
CODATA Temel Fiziksel Sabitlerin uluslararası olarak önerilen değerleri(İngilizce) . Erişim tarihi: 30 Haziran 2015.
Çeşitli yazarlar belirtiyor farklı sonuç, 6,754⋅10 −11 m²/kg² ila (6,60 ± 0,04)⋅10 −11 m³/(kg s³) - bkz. Cavendish deneyi#Hesaplanan değer.
Igor Ivanov. Yerçekimi sabitinin yeni ölçümleri durumu daha da karıştırıyor (Tanımsız) (13 Eylül 2013). Erişim tarihi: 14 Eylül 2013.
Yerçekimi sabiti gerçekten sabit midir? Cnews.ru portalındaki Wayback Machine Science haberlerinin 14 Temmuz 2014 tarihli arşivlenmiş kopyası // 26 Eylül 2002 tarihli yayın
Brooks, Michael Dünyanın manyetik alanı yerçekimini etkileyebilir mi? (Tanımsız) . NewScientist (21 Eylül 2002). [Wayback Machine'de arşivlenen kopya Arşivlendi] 8 Şubat 2011.
Eroshenko Yu. N. İnternetteki fizik haberleri (elektronik ön baskılara dayalı), UFN, 2000, v. 170, no. 680
Fizik. Rev. Lett. 105 110801 (2010) ArXiv.org'da
Ekim 2010 için fizik haberleri
Quinn Terry, Parks Harold, Speake Clive, Davis Richard. Geliştirilmiş Tayin Gİki Yöntem Kullanmak (İngilizce) // Fiziksel İnceleme Mektupları. - 2013. - 5 Eylül (cilt 111, sayı 10). -ISSN 0031-9007. -DOI:10.1103/PhysRevLett.111.101102.
Quinn Terry, Speake Clive, Parks Harold, Davis Richard. Erratum: Geliştirilmiş Belirleme Gİki Yöntem Kullanmak (İngilizce) // Fiziksel İnceleme Mektupları. - 2014. - 15 Temmuz (cilt 113, sayı 3). - ISSN 0031-9007. - DOI:10.1103/PhysRevLett.113.039901.

Rosi G., Sorrentino F., Cacciapuoti L., Prevedelli M., Tino G.M.

Yerçekimi sabiti, yani Newton sabiti, temel bir fiziksel sabittir, yerçekimsel etkileşimin bir sabitidir.

Mevcut haliyle yerçekimi sabiti, ilk olarak evrensel çekim yasasına, görünüşe göre, ancak birleşik bir metrik ölçüm sistemine geçişten sonra dahil edildi. Bu muhtemelen ilk kez Fransız fizikçi Poisson tarafından Treatise on Mechanics (1809) adlı eserinde yapılmıştır. En azından tarihçiler, yerçekimi sabitinin yer aldığı daha önceki herhangi bir eseri tespit edemediler.

1798'de Henry Cavendish bir deney yaptı. orta yoğunluk John Mitchell tarafından icat edilen burulma dengesini kullanan Dünya (Felsefi İşlemler 1798). Cavendish, kütlesi bilinen topların yerçekiminin etkisi altında ve Dünya'nın yerçekiminin etkisi altında bir test gövdesinin sarkaç salınımlarını karşılaştırdı. Yerçekimi sabitinin sayısal değeri daha sonra Dünya'nın ortalama yoğunluğu temel alınarak hesaplandı. Ölçülen değer doğruluğu G Cavendish'in zamanından beri arttı ama onun sonucu zaten modern sonuca oldukça yakındı.

2000 yılında yer çekimi sabitinin değeri elde edildi

cm 3 g -1 s -2 %0,0014 hatayla.

Yerçekimi sabitinin en son değeri, Uluslararası Ağırlık ve Ölçüler Bürosu'nun himayesinde çalışan bir grup bilim insanı tarafından 2013 yılında elde edildi.

cm3 g -1 sn -2 .

Gelecekte daha deneysel olarak kurulabilirse Kesin değer Yerçekimi sabiti, o zaman revize edilebilir.

Bu sabitin değeri, diğer tüm temel fiziksel sabitlere göre çok daha az kesin olarak bilinmektedir ve onu geliştirmek için yapılan deneylerin sonuçları değişmeye devam etmektedir. Aynı zamanda problemlerin sabitin kendisinde yerden yere ve zamana göre meydana gelen değişikliklerle ilgili olmadığı, küçük kuvvetlerin hesaba katılmasıyla ölçülmesindeki deneysel zorluklardan kaynaklandığı bilinmektedir. çok sayıda dış faktörler.

Astronomik verilere göre, G sabiti geçtiğimiz yüz milyonlarca yıl boyunca neredeyse hiç değişmedi; göreceli değişimi yılda 10?11 - 10?12'yi geçmiyor.

Newton'un evrensel çekim yasasına göre çekim kuvveti F kütleli iki maddi nokta arasında M 1 ve M 2 uzakta bulunan R, eşittir:

Orantılılık faktörü G Bu denklemde yerçekimi sabiti denir. Sayısal olarak, birim kütleli bir nokta gövdeye, ondan birim uzaklıkta bulunan başka bir benzer gövdeden etki eden yerçekimi kuvvetinin modülüne eşittir.

Uluslararası Birim Sistemi (SI) birimlerinde, Bilim ve Teknoloji Verileri Komitesi'nin (CODATA) 2008 yılı için tavsiye ettiği değer şuydu:

G= 6,67428 (67) 10 ? 11 m 3 sn? 2 kg?

2010 yılında değer şu şekilde düzeltildi:

G= 6,67384 (80) 10 ?11 m3 s?2 kg?1 veya N mI kg?2.

Ekim 2010'da, Physical Review Letters dergisinde üç kat daha yüksek olan 6,67234 (14) değerinde revize edilmiş bir değer öneren bir makale yayınlandı. Standart sapma değerinden daha az G 2008 yılında Bilim ve Teknoloji Verileri Komitesi (CODATA) tarafından tavsiye edilmiştir, ancak 1986'da tanıtılan daha önceki CODATA değeriyle tutarlıdır.

Değerin revizyonu G 1986 ve 2008 yılları arasında meydana gelen bu olay, askı ipliklerinin burulma dengelerindeki elastikiyetinin araştırıldığı çalışmalardan kaynaklanmıştır.

Yerçekimi sabiti, Dünya da dahil olmak üzere Evrendeki gezegenlerin ve diğer kozmik cisimlerin kütleleri gibi diğer fiziksel ve astronomik büyüklükleri kilogram gibi geleneksel ölçü birimlerine dönüştürmenin temelini oluşturur. Üstelik, yerçekimsel etkileşimin zayıflığı ve bunun sonucunda ortaya çıkan yerçekimsel sabit ölçümlerinin düşük doğruluğu nedeniyle, kozmik cisimlerin kütle oranları genellikle kilogram cinsinden bireysel kütlelerden çok daha doğru bir şekilde bilinmektedir.

Ölçüm geçmişi

Yerçekimi sabiti, evrensel çekim yasasının modern gösteriminde yer almaktadır, ancak 19. yüzyılın başına kadar Newton'da ve diğer bilim adamlarının çalışmalarında açıkça mevcut değildi. Mevcut haliyle yerçekimi sabiti, ilk olarak evrensel yerçekimi yasasına, görünüşe göre, ancak birleşik bir metrik ölçü sistemine geçişten sonra dahil edildi. Belki de bu ilk kez Fransız fizikçi Poisson tarafından "Mekanik Üzerine İnceleme" (1809) adlı eserinde yapılmıştır; en azından kütleçekim sabitinin yer aldığı daha önceki hiçbir çalışma tarihçiler tarafından tanımlanmamıştır. 1798'de Henry Cavendish, John Michell tarafından icat edilen burulma dengesini kullanarak Dünya'nın ortalama yoğunluğunu belirlemek için bir deney yaptı (Philosophical Transactions 1798). Cavendish, kütlesi bilinen topların yerçekiminin etkisi altında ve Dünya'nın yerçekiminin etkisi altında bir test gövdesinin sarkaç salınımlarını karşılaştırdı. Yerçekimi sabitinin sayısal değeri daha sonra Dünya'nın ortalama yoğunluğu temel alınarak hesaplandı. Ölçülen değer doğruluğu G Cavendish'in zamanından beri arttı ama onun sonucu zaten modern sonuca oldukça yakındı.

Ayrıca bakınız

Notlar

Bağlantılar

Yerçekimi sabiti- Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nden makale

Wikimedia Vakfı. 2010.

Diğer sözlüklerde “Yerçekimi sabiti”nin ne olduğunu görün:

YERÇEKİMİ SABİT- (yerçekimi sabiti) (γ, G) evrensel fiziksel. formüle dahil edilen sabit (bkz.) ... Büyük Politeknik Ansiklopedisi

- (G ile gösterilir) Newton'un yerçekimi yasasındaki orantı katsayısı (bkz. Evrensel yerçekimi kanun), G = (6.67259.0.00085).10 11 N.m²/kg² … Büyük ansiklopedik sözlük

- (G adı), Newton'un GRAVITY yasasının katsayısı. Eşittir 6.67259.10 11 N.m2.kg 2 ... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

Temel Fizik. Newton'un yerçekimi kanununda yer alan G sabiti F=GmM/r2, burada m ve M çeken cisimlerin kütleleridir (maddi noktalar), r aralarındaki mesafedir, F çekim kuvvetidir, G= 6,6720(41) X10 11 N m2 kg 2 (1980'den itibaren). G. p'nin en doğru değeri.... ... Fiziksel ansiklopedi

yerçekimi sabiti- - Konular petrol ve gaz endüstrisi TR yerçekimi sabiti ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

yerçekimi sabiti- gravitacijos konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. yerçekimi sabiti; yerçekimi sabiti vok. Yerçekimi sabit, f rus. yerçekimi sabiti, f; evrensel çekim sabiti, f pranc. yerçekimi sabiti, f … Fizikos terminų žodynas

- (G ile gösterilir), Newton'un çekim kanunundaki orantı katsayısı (bkz. Evrensel Çekim Yasası), G = (6,67259 + 0,00085)·10 11 N·m2/kg2. * * * YERÇEKİMİ SABİT YERÇEKİMİ SABİT (G ile gösterilir), katsayı... ... ansiklopedik sözlük

Yerçekimi sabittir, evrenseldir. fiziksel Gripte yer alan G sabiti, Newton'un yerçekimi yasasını ifade eder: G = (6,672 59 ± 0,000 85) * 10 11 N * m2 / kg2 ... Büyük Ansiklopedik Politeknik Sözlüğü

Newton'un çekim yasasını ifade eden formüldeki orantı katsayısı G F = G mM/r2 olup, burada F çekim kuvveti, M ve m çeken cisimlerin kütleleridir, r ise cisimler arasındaki mesafedir. G. p . için diğer tanımlar: γ veya f (daha az sıklıkla k2). Sayısal... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

- (G ile gösterilir), katsayı. Newton'un çekim yasasındaki orantılılık (bkz. Evrensel çekim yasası), G = (6,67259±0,00085) x 10 11 N x m2/kg2 ... Doğal bilim. ansiklopedik sözlük

Kitabın

Evren ve “karanlık enerji” olmayan fizik (keşifler, fikirler, hipotezler). 2 cilt halinde. Cilt 1, O.G. Smirnov. Kitaplar, G. Galileo, I. Newton, A. Einstein'dan günümüze onlarca ve yüzlerce yıldır bilimde var olan fizik ve astronomi problemlerine ayrılmıştır. Maddenin en küçük parçacıkları ve gezegenler, yıldızlar ve...

Ölçüm geçmişi

Ayrıca bakınız

Notlar

Bağlantılar

Yerçekimi sabiti- Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nden makale

Wikimedia Vakfı. 2010.

Darwin (uzay projesi)
Hızlı nötron çarpım faktörü

Diğer sözlüklerde “Yerçekimi sabiti”nin ne olduğunu görün:

YERÇEKİMİ SABİT- (yerçekimi sabiti) (γ, G) evrensel fiziksel. formüle dahil edilen sabit (bkz.) ... Büyük Politeknik Ansiklopedisi

YERÇEKİMİ SABİT- (G ile gösterilir) Newton’un yerçekimi kanunundaki orantı katsayısı (bkz. Evrensel yerçekimi kanunu), G = (6.67259.0.00085).10 11 N.m²/kg² … Büyük Ansiklopedik Sözlük

YERÇEKİMİ SABİT- (G adı), Newton'un GRAVITY yasasının katsayısı. Eşittir 6.67259.10 11 N.m2.kg 2 ... Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük

YERÇEKİMİ SABİT- temel fizik Newton'un yerçekimi kanununda yer alan G sabiti F=GmM/r2, burada m ve M çeken cisimlerin kütleleridir (maddi noktalar), r aralarındaki mesafedir, F çekim kuvvetidir, G= 6,6720(41) X10 11 N m2 kg 2 (1980'den itibaren). G. p'nin en doğru değeri.... ... Fiziksel ansiklopedi

yerçekimi sabiti- - Konular petrol ve gaz endüstrisi TR yerçekimi sabiti ... Teknik Çevirmen Kılavuzu

yerçekimi sabiti- (G ile gösterilir), Newton'un çekim kanunundaki orantı katsayısı (bkz. Evrensel Çekim Yasası), G = (6,67259 + 0,00085)·10 11 N·m2/kg2. * * * YERÇEKİMİ SABİT YERÇEKİMİ SABİT (G ile gösterilir), katsayı... ... ansiklopedik sözlük

YERÇEKİMİ SABİT- yerçekimi sabiti, evrensel. fiziksel Gripte yer alan G sabiti, Newton'un yerçekimi yasasını ifade eder: G = (6,672 59 ± 0,000 85) * 10 11 N * m2 / kg2 ... Büyük Ansiklopedik Politeknik Sözlüğü

Yerçekimi sabiti- Newton’un çekim yasasını ifade eden formüldeki G orantı katsayısı F = G mM/r2, burada F çekim kuvveti, M ve m çeken cisimlerin kütleleridir, r cisimler arasındaki mesafedir. G. p . için diğer tanımlar: γ veya f (daha az sıklıkla k2). Sayısal... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

YERÇEKİMİ SABİT- (G ile gösterilir), katsayı. Newton'un çekim yasasındaki orantılılık (bkz. Evrensel çekim yasası), G = (6,67259±0,00085) x 10 11 N x m2/kg2 ... Doğal bilim. ansiklopedik sözlük

Kitabın

Evren ve “karanlık enerji” olmayan fizik (keşifler, fikirler, hipotezler). 2 cilt halinde. Cilt 1, O.G. Smirnov. Kitaplar, G. Galileo, I. Newton, A. Einstein'dan günümüze onlarca ve yüzlerce yıldır bilimde var olan fizik ve astronomi problemlerine ayrılmıştır. Maddenin en küçük parçacıkları ve gezegenler, yıldızlar ve...