Что есть G
Повеление гравитации - это тайна за семью печатями. С тех пор как Исаак Ньютон более 300 лет назад получив подсказку в виде упавшего на него яблока решил дать количественное опрелеление этой силы, мы не приблизились к ее пониманию. Великий ученый дал свое знаменитое толкование, предложив удобную формулу. В соответствии с его законом обратных квадратов, благодаря гравитации любые два объекта притягиваются друг к другу с силой, пропорциональной их массам и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними. При этом в ньютоновской формуле присутствует коэффициент G, так называемая гравитационная постоянная. Пока нет нового, квантового подхода к гравитации, ни одна теория не может сказать, откуда взялась величина G и каким должно быть ее значение. «G существует, и все тут», - говорит Клайв Спик из Бирмингемского университета (Великобритания). Он потратил 30 лет на исследование всех аспектов гравитационного взаимодействия, но признает, что и на сегодняшний день самое точное его описание дано в ньютоновском законе обратных квадратов и в общей теории относительности Эйнштейна.
Единственный способ определить истинное значение гравитационной постоянной - провести высокоточные измерения. Сказать это легко, но как осуществить такую идею? Огромная масса Земли сильно притягивает к себе любой предмет, и это полностью маскирует научную истину, которая гласит: из четырех фундаментальных сил природы гравитация намного слабее остальных трех, и, соответственно, ее намного труднее измерить.
За время, прошедшее с первой попытки Генри Кавендиша измерить G (немногим более двух веков назад), достигнуто очень мало. «Это не тот случай, когда кто-нибудь заглядывает в лабораторию, остается там на неделю, а потом выходит с измеренной величиной, - говорит Вуд. - Большинство экспериментов затягиваются на десятилетие. Лишь немногим хватает времени, ресурсов и нервов, чтобы не бросить эту задачу».
Усложняет ситуацию еще и тот факт, что точное измерение G не сулит большой выгоды. Да, это позволит с большей точностью вычислить орбиты планет и звезд, однако в практическом плане мало что даст, по сравнению, например, с измерением времени с точностью до одной триллионной секунды в интересах системы GPS.
При всем при этом наша неспособность уточнить гравитационное взаимодействие вызывает недоумение некоторых. «На встречах народ высказывает удивление по поводу того, что G измерено так неточно», - говорит Спик.
Последняя серия экспериментов была спроектирована таким образом, чтобы преодолеть некоторые недостатки измерения G, а поводом для их проведения послужил последний эпизод этой эпопеи. В 1995 году группа из немецкой Национальной измерительной лаборатории PTB в Брауншейге опубликовала новую величину, полученную с помощью усовершенствованной модели аппарата, который использовал еще Кавендиш 200 лет назад. «У них было нужное оборудование, нужные люди, время и деньги, - рассказывает Терри Куинн, который в то время возглавлял Международное бюро мер и весов. - Всем казалось, что этот эксперимент снимет большинство вопросов».
Но случилось непредвиденное. Группа из PTB получила величину на шесть тысячных больше, чем считалось ранее. С точки зрения метрологии такое отклонение «зашкаливало». Никто не мог поверить в то, что гравитационное взаимодействие настолько усилилось или что все прежние измерения страдали неточностью. Похоже в измерения вкралась ошибка.
«Все считали, что мы должны сработать лучше», - рассказывает Куинн. Поэтому группы ученых по всему миру решили сами определять гравитационную постоянную, после чего комиссия Вуда должна была объединить все результаты и выдать официальное значение, как это происходило начиная с 1969 года. А до этого комиссия решила не менять значение G.
Единственный способ определить истинное значение гравитационной постоянной - провести высокоточные измерения. Сказать это легко, но как осуществить такую идею? Огромная масса Земли сильно притягивает к себе любой предмет, и это полностью маскирует научную истину, которая гласит: из четырех фундаментальных сил природы гравитация намного слабее остальных трех, и, соответственно, ее намного труднее измерить.
За время, прошедшее с первой попытки Генри Кавендиша измерить G (немногим более двух веков назад), достигнуто очень мало. «Это не тот случай, когда кто-нибудь заглядывает в лабораторию, остается там на неделю, а потом выходит с измеренной величиной, - говорит Вуд. - Большинство экспериментов затягиваются на десятилетие. Лишь немногим хватает времени, ресурсов и нервов, чтобы не бросить эту задачу».
Усложняет ситуацию еще и тот факт, что точное измерение G не сулит большой выгоды. Да, это позволит с большей точностью вычислить орбиты планет и звезд, однако в практическом плане мало что даст, по сравнению, например, с измерением времени с точностью до одной триллионной секунды в интересах системы GPS.
При всем при этом наша неспособность уточнить гравитационное взаимодействие вызывает недоумение некоторых. «На встречах народ высказывает удивление по поводу того, что G измерено так неточно», - говорит Спик.
Последняя серия экспериментов была спроектирована таким образом, чтобы преодолеть некоторые недостатки измерения G, а поводом для их проведения послужил последний эпизод этой эпопеи. В 1995 году группа из немецкой Национальной измерительной лаборатории PTB в Брауншейге опубликовала новую величину, полученную с помощью усовершенствованной модели аппарата, который использовал еще Кавендиш 200 лет назад. «У них было нужное оборудование, нужные люди, время и деньги, - рассказывает Терри Куинн, который в то время возглавлял Международное бюро мер и весов. - Всем казалось, что этот эксперимент снимет большинство вопросов».
Но случилось непредвиденное. Группа из PTB получила величину на шесть тысячных больше, чем считалось ранее. С точки зрения метрологии такое отклонение «зашкаливало». Никто не мог поверить в то, что гравитационное взаимодействие настолько усилилось или что все прежние измерения страдали неточностью. Похоже в измерения вкралась ошибка.
«Все считали, что мы должны сработать лучше», - рассказывает Куинн. Поэтому группы ученых по всему миру решили сами определять гравитационную постоянную, после чего комиссия Вуда должна была объединить все результаты и выдать официальное значение, как это происходило начиная с 1969 года. А до этого комиссия решила не менять значение G.