重力的強(qiáng)度已經(jīng)被測(cè)量到新的精度
我們現(xiàn)在對(duì)重力強(qiáng)度有最精確的估計(jì)。
測(cè)量實(shí)驗(yàn)室中物體之間微小引力的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)測(cè)量了牛頓的引力常數(shù)或Big G,其不確定度僅為0.00116%。到目前為止,任何G測(cè)量的最小不確定度為0.00137%。
在8月30日的自然界中報(bào)道的新的G值集合并不是關(guān)于G的最后一個(gè)詞。這兩個(gè)值略有不同意,并且它們沒(méi)有解釋為什么先前的G測(cè)量實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生如此廣泛的估計(jì)(SN Online:4/30/15)。盡管如此,研究人員仍然可以使用新值以及G的其他估計(jì)來(lái)發(fā)現(xiàn)為什么對(duì)這個(gè)關(guān)鍵基本常數(shù)的測(cè)量是如此挑剔 - 并且可能一勞永逸地降低重力的強(qiáng)度。
在牛頓萬(wàn)有引力定律中,G的精確值將質(zhì)量和距離與重力聯(lián)系起來(lái),幾個(gè)世紀(jì)以來(lái)科學(xué)家們一直沒(méi)有這樣做。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中一對(duì)物體之間的引力極小,容易受到附近其他物體的引力影響,往往使研究人員對(duì)其測(cè)量結(jié)果存在很大的不確定性。
根據(jù)過(guò)去40年的測(cè)量結(jié)果,目前G的接受值是每平方秒每公斤6.67408×10 -11米。這個(gè)數(shù)字背負(fù)著0.0047%的不確定性,使其比其他基本常數(shù)更加不精確數(shù)千倍- 不變的通用值,如電子電荷或光速(SN:11/12/16,p。 24)。圍繞G的不確定性云限制了研究人員如何確定天體的質(zhì)量以及基于G的其他常數(shù)的值(SN:4/23/11,第28頁(yè))。
中國(guó)武漢華中科技大學(xué)的物理學(xué)家Shan-Qing Yang及其同事使用兩種稱為扭擺的儀器測(cè)量了G. 每個(gè)裝置都包含一個(gè)金屬涂層的硅膠板,由細(xì)線懸掛并被鋼球包圍。板和球體之間的重力吸引力使得板在線上朝向球體旋轉(zhuǎn)。
但兩個(gè)扭擺的設(shè)置略有不同,以適應(yīng)兩種測(cè)量方式。對(duì)于一個(gè)扭轉(zhuǎn)擺,研究人員通過(guò)監(jiān)測(cè)線的扭曲來(lái)測(cè)量G,因?yàn)榘逑蚯蝮w傾斜。另一個(gè)扭擺被裝配,使得金屬板懸掛在轉(zhuǎn)盤上,轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)以防止電線扭曲。通過(guò)扭轉(zhuǎn)擺,研究人員通過(guò)跟蹤轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)來(lái)測(cè)量G.
為了使測(cè)量盡可能精確,研究人員糾正了一長(zhǎng)串微小干擾,從用于制造扭擺的材料密度的微小變化到全球地震的地震振動(dòng)。“在這方面做了多少工作令人驚訝,”馬里蘭州蓋瑟斯堡國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的物理學(xué)家Stephan Schlamminger說(shuō),他對(duì)這項(xiàng)研究的評(píng)論出現(xiàn)在同一期“ 自然”雜志上。進(jìn)行如此艱苦的實(shí)驗(yàn)“就像一件藝術(shù)品。”
這些扭轉(zhuǎn)擺實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的G值為6.674184×10 -11和6.674484×10 -11米立方/千克每平方秒,兩者的不確定度約為0.00116%。
這種記錄精確度是“一項(xiàng)了不起的成就”,英國(guó)伯明翰大學(xué)的物理學(xué)家Clive Speake說(shuō),他沒(méi)有參與這項(xiàng)工作,但G“的真正價(jià)值仍然是一個(gè)謎。”重復(fù)這些和其他過(guò)去的實(shí)驗(yàn)來(lái)識(shí)別他說(shuō),以前未知的不確定性來(lái)源,或設(shè)計(jì)新的G測(cè)量技術(shù),可能有助于揭
推薦內(nèi)容
-
血液中的線粒體DNA水平可能預(yù)測(cè)患腎臟疾病的風(fēng)險(xiǎn)
根據(jù)即將發(fā)表在《美國(guó)腎臟病學(xué)雜志》(JASN)上的一項(xiàng)研究,血細(xì)胞產(chǎn)生線粒體的健康狀況可能預(yù)示著人們患慢性腎臟病(CKD)的風(fēng)險(xiǎn)。這些發(fā)現(xiàn)可
-
為防疫而宅為健康而動(dòng),億磐中國(guó)守護(hù)員工健康
為防疫而宅為健康而動(dòng),億磐中國(guó)守護(hù)員工健康 原標(biāo)題:為防疫而宅為健康而動(dòng),億磐中國(guó)守護(hù)員工健康
-
遺傳病診斷四層次 檢測(cè)基因產(chǎn)物為蛋白質(zhì)
【遺傳病診斷四層次】說(shuō)起基因,想必大家的第一反應(yīng)是遺傳的基本單元。那么,對(duì)于這樣的一個(gè)遺傳該如何檢測(cè)呢?其遺傳病診斷分為幾個(gè)層次...
-
保護(hù)食物網(wǎng)中的冗余有助于確保生態(tài)恢復(fù)力
2014年,一種流行病在美國(guó)西海岸蔓延,但是除非您在水下,否則您可能沒(méi)有注意到。在異常高的海洋溫度的刺激下,海星消瘦病肆虐了從阿拉斯加
-
云南一嫌犯戴手銬脫逃 警方:請(qǐng)廣大人民群眾積極幫助協(xié)查追捕
【摘要】想必大家都知道,犯罪嫌疑人。是指對(duì)因涉嫌犯罪而受到刑事追訴的人。據(jù)最新消息顯示,10月5日,云南永平縣公安局官方微信號(hào)通報(bào),1
-
打臉了?張銘恩現(xiàn)身胡冰卿小區(qū)
或許是張銘恩這段時(shí)間被盯上了,繼被拍到車庫(kù)熱吻后,張銘恩被拍到深夜現(xiàn)身胡冰卿小區(qū)的消息引起了廣泛網(wǎng)友的關(guān)注,具體是什么情況呢?下...
-
正元堂結(jié)減:如何消除結(jié)節(jié)?可以這樣做
正元堂結(jié)減:如何消除結(jié)節(jié)?可以這樣做 原標(biāo)題:正元堂結(jié)減:如何消除結(jié)節(jié)?可以這樣做
-
研究人員如何以及為何修改了大腸桿菌的基因配方
喬治教會(huì)實(shí)驗(yàn)室的研究人員,哈佛醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)教授羅伯特溫思羅普和哈佛大學(xué)Wyss生物啟發(fā)工程研究所的核心教員正致力于生產(chǎn)迄今為止修飾最多
-
上海5月12日新增本土確診病例227例、無(wú)癥狀感染者1869例
上海5月12日新增本土確診病例227例、無(wú)癥狀感染者1869例 原標(biāo)題:上海5月12日新增本土確診病例227例、無(wú)癥
-
隨著氣候變化血鴉對(duì)君主的風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)增加
氣候變化可能會(huì)使一種被稱為血絲的炫耀入侵的乳草更像是一種對(duì)君主蝴蝶的威脅。以馬利筋屬植物為食的帝王毛蟲很容易在馬利筋草(Asclepias