Mohammad Aref 120,438 اشتراک گذاری ارسال شده در 17 مهر، ۱۳۹۷ بتازگی دو آزمایش با اندازه‌گیری جاذبۀ گرانشی کوچک میان دو جسم، موفق به اندازه‌گیری ثابت گرانشی نیوتن شدند که احتمال خطای آن معادل ۰٫۰۰۱۱۶ درصد است. پیش از این درصد خطای اندازه‌گیری ثابت نیوتن ۰٫۰۰۱۳۷ درصد بود. مقادیر جدید ثابت جهانی گرانش که توسط مجلۀ Nature در تاریخ ۳۰ اوت ۲۰۱۸ منتشر شد، نظر آخر و قطعی دانشمندان نیست. این دو مقدار میزان اختلاف کمی داشته و توضیحی برای بازه گستردۀ آزمایشات پیشین در خصوص اندازه‌گیری مقدار ثابت نیوتن ندارند. با این وجود، احتمالا محققان مقادیر قبلی و مقادیر جدید ثابت گرانش را به کار ببرند تا علت حساسیت مقادیر مختلف ثابت گرانش را بیابند و شاید مقدار دقیق گرانش را یکبار برای همیشه مشخص کنند. قرن‌ها است مقدار دقیق نیروی گرانش، که جرم و فاصله را به نیروی گرانش در قانون گرانش جهانی ِ نیوتن ربط می دهد، دانشمندان را گمراه کرده است. زیرا جاذبۀ گرانشی میان دو جسم در آزمایشگاه بسیار اندک بوده و در معرض اثر گرانشی اجسام دیگر قرار دارد که اغلب باعث ایجاد شک و شبهه در محققان شده است. اندازه‌گیری دو اندازه‌گیری جدید برای میزان نیروی گرانش (مربع‌های قرمز با خطوط کوتاه احتمال خطا) نزدیک و در داخل بازه پذیرفته شدۀ کنونی برای ثابت گرانش هستند (خاکستری). مقادیر ارائه شده جدید بسیار دقیق‌تر از آزمایشات ۴۰ سال گذشته هستند (نقطه‌های با رنگ سبز و خطوط طولانی احتمال خطا). طبق آزمایشات ۴۰ سال گذشته، مقدار پذیرفته شدۀ کنونی برای ثابت گرانش ۱۱-۱۰ × ۶٫۶۷۴۰۸ متر مکعب بر کیلوگرم در مربع ثانیه است. احتمال خطای این مقدار نیز برابر با ۰٫۰۰۴۷ درصد است که هزار برابر دقت کمتری نسبت به ثابت‌های بنیادین نظیر بار یک الکترون یا سرعت نور دارد. احتمال خطا و ابهام در مورد دقت مقدار ثابت گرانش باعث ایجاد محدودیت در اندازه‌گیری صحیح و دقیق مقدار جرم اجرام آسمانی و مقادیر دیگر ثابت‌ها (بر اساس این ثابت) شده است. شانکینگ یانگ فیزیکدان دانشگاه علم و فناوری هواژونگ در ووهان چین به کمک همکاران خود با استفاده از دو دستگاه آونگ فنری به اندازه‌گیری مقدار ثابت گرانش پرداختند. هر دستگاه یک صفحۀ سیلیکونی فلز اندود شده دارد که توسط یک سیم معلق شده و دور آن را کره‌های فولادی احاطه کرده‌اند. جاذبۀ گرانشی میان صفحه و کره‌ها باعث چرخش صفحه به سمت کره‌ها می شود. اما به منظور اندازه‌گیری مقدار ثابت گرانشی با دو روش مختلف، تنظیمات دو آونگ فنری با هم تفاوت دارند. محققان با یکی از آونگ‌ها، به بررسی چرخش سیم (فنر) در اثر چرخش صفحه به سمت کره‌ها پرداختند. آونگ دیگر دستکاری شده بود تا صفحه فلزی از یک صفحۀ گردون (که به منظور جلوگیری از پیچخوردن سیم بکار گرفته شده بود) آویزان شود. محققان با بررسی چرخش صفحۀ گردون، مقدار ثابت گرانش را اندازه گرفتند. به منظور بالا بردن دقت اندازه‌گیری‌ها، محققان فهرستی طولانی از اختلال‌های ایجاد شده، از تغییرات کوچک در چگالی مواد استفاده شده در ساخت آونگ‌ها تا ارتعاشات مربوط به زلزله‌های سراسر زمین تهیه کردند. استفان شلامینگر، فیزیکدان موسسه ملی استاندارد و تکنولوژی در گیترزبرگ مریلند در این باره گفت: «مقدار کار انجام گرفته برای این پروژه حیرت‌انگیر است و انجام چنین آزمایشات زحمت‌بری یک کار هنری محسوب می شود.» این آزمایشات مقدار ۱۱-۱۰ × ۶٫۶۷۴۱۸۴ و ۱۱-۱۰ × ۶٫۶۷۴۴۸۴ متر مکعب بر کیلوگرم در مربع ثانیه را برای ثابت گرانش به ما داد که احتمال خطای هر دوی آنها ۰٫۰۰۱۱۶ درصد است. به گفته کلیو اسپیک، فیزیکدان دانشگاه بیرمنگام انگلستان که در آزمایشات مشارکت نداشته است، این دقت بسیار بالا “دستاوردی شگفت‌انگیز” محسوب می شود، اما مقدار واقعی ثابت گرانش “هنوز یک معما” است. او می گوید که تکرار این آزمایش و آزمایشات پیشین به منظور یافتن منبع احتمال خطا یا طراحی روش‌های جدید اندازه‌گیری ثابت گرانش می تواند به یافتن علت عدم تطابق مقادیر به دست آمده ثابت گرانش کمک کند. ترجمه: رضا کاظمی - بیگ بنگ نقل قول لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده
به گفتگو بپیوندید
هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .