万有引力常量G可以准确测得吗?
发布时间:2016-02-17 17:19
自牛顿发现万有引力以来,三个世纪过去了,,人类还是没有找到测量万有引力常数G的好方法。在最近关于引力的一份新研究中,作者认为鉴于万有引力常量G在宇宙学、粒子物理学和其它领域中存在相关性,又因为关于万有引力如何与其它力相关缺乏完整的理论,所以人类有充足的理由想要确定G的精确值。
科学家用光将单一原子云分裂成两团原子云,并将两团原子云顺着真空容器向上推——研究人员将这种技术称为“滑动的糖浆”。两团原子云到达不同高度后又落到容器底部。原子在量子性质的作用下形成干涉图样。如果有什么东西改变了原子的轨道,比如钨配重块对原子产生的引力,引力对干涉图样带来的改变就会被记录下来。
这台设备被称为原子干涉仪,是一种极为灵敏的设备,同时也对环境“噪音”十分敏感。科学家为此付出了巨大的努力,包括用两台不同设备重复实验,将设备上方和下方的钨块对调等等。就算做到这种程度,容器的平坦程度和设备的底座还是会对结果带来巨大的不确定度。
在进行了300次测量后,他们认为实验的不确定度为百万分之150,他们相信在未来的研究中,这个值可以大大缩小。最终他们确定的万有引力常量G的数值为G = 6.67191(99)×10^-11m3kg^-1s^-2,这个数值与之前测得的数值的其中不到一半相吻合。
我们很可能无法测出准确的万有引力常量——因为G不应被称为常量,而是一个随用随测的值。况且引力这种力的是那么微弱,测量本身也是一项极难的挑战。
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