Il valore più accurato della costante gravitazionale 'G' fino ad oggi

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I fisici hanno realizzato la prima misura più precisa e accurata della costante gravitazionale newtoniana G

Gravitational Constant

Il Gravitazionale La costante indicata dalla lettera G appare nella legge di gravitazione universale di Sir Isaac Newton che afferma che due oggetti qualsiasi esercitano una forza di attrazione gravitazionale l'uno sull'altro. Il valore della costante newtoniana costante gravitazionale G (chiamata anche Costante Gravitazionale Universale) è usata per misurare la forza gravitazionale attrattiva tra due oggetti. È un buon esempio di una sfida classica ma persistente nella fisica, poiché anche dopo quasi tre secoli, non è ancora completamente chiaro come il valore di G - una delle costanti più fondamentali in natura - possa essere misurato con precisione costante. Il valore di G è determinato misurando la distanza e la massa di due oggetti rispetto alla loro attrazione gravitazionale. Si tratta di un valore numerico estremamente piccolo a causa del fatto che la forza di attrazione gravitazionale è significativa solo per gli oggetti con grande massa. L'aspetto più impegnativo è che la gravità è una forza molto più debole rispetto ad altre forze fondamentali come l'elettromagnetismo, le attrazioni deboli e forti e quindi G è estremamente difficile da misurare. Inoltre, la gravità non ha relazioni note con altre forze fondamentali, quindi non è possibile calcolare il suo valore indirettamente usando altre costanti (che possono essere calcolate con più precisione). La gravità è l'unica interazione in natura che non può essere descritta dalla teoria quantistica.

Un valore accurato di G

PUBBLICITA'

In un recente studio pubblicato su NaturaPer molti anni prima di questo studio, il valore preesistente di G è stato 6,673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (unità: metri cubi per chilogrammo al secondo quadrato). Nello studio attuale i ricercatori hanno usato il metodo di feedback dell'accelerazione angolare e anche il metodo del tempo di oscillazione per essere in grado di avvicinarsi alla costruzione di un valore preciso e corretto. I risultati sono stati 6,674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 e 6,674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 e questi risultati mostrano una piccola deviazione standard mai riportata rispetto ai valori di G negli studi precedenti. La deviazione standard è usata per misurare la quantità di variazione in un insieme di dati. Quindi, una deviazione standard più piccola significa che i dati sono strettamente distribuiti al valore medio, il che significa che non c'è molta "deviazione" nei dati, cioè non cambia molto.

L'incertezza intorno al valore di G

I ricercatori hanno dichiarato che i loro risultati illustrano anche "errori sistematici non scoperti" in diversi metodi esistenti. Essi sottolineano che di tutti i metodi esistenti, il metodo più preferito coinvolge l'interferometria - un metodo di interferenza con le onde atomiche - e questo metodo dovrebbe essere focalizzato per miglioramenti futuri. Nuovi approcci come quello mostrato in questo studio devono essere adottati per comprendere appieno la mistica del valore di G e la sua rilevanza in ampie aree delle scienze fisiche. Il valore di G in sé potrebbe non essere il problema qui, ma l'incertezza che circonda il suo valore. Questo mostra in qualche modo la nostra incapacità di misurare forze deboli come la gravità e la mancanza di comprensione teorica della gravità.

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{Puoi leggere il documento di ricerca originale cliccando il link DOI dato sotto nell'elenco delle fonti citate}.

Fonte(i)

Qing L et al 2018. Misure della costante gravitazionale utilizzando due metodi indipendenti. Natura. 560.
https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5

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