ZNANSTVENICI U ČUDU

Je li se gravitacija iznenada povećala?

  • Autor: NJD
  • Zadnja izmjena 12.09.2013 14:43
  • Objavljeno 12.09.2013 u 14:43
gravitacija

gravitacija

Izvor: Wikimedia Commons / Autor: Wikipedia

Najnovija mjerenja pokazala su da je gravitacijska konstanta G koja određuje privlačnost između tijela različitih masa i udaljenosti značajno veća nego što se mislilo, javljaju znanstvenici

Mjerenja konstante G poznata su po nepouzdanosti tako da se ona stalno mijenja, a službena vrijednost je aproksimacija. Budući da je gravitacija vrlo slaba sila, za 40 redova veličine slabija od elektromagnetizma, precizna mjerenja bez grešaka su vrlo teška, a čak i mala odstupanja imaju veliku težinu. Na precizne rezultate zato je uglavnom potrebno čekati 10-ak i više godina. Neki su fizičari stoga dvostoljetne izazove da se ona izmjeri usporedili s usponima na Mount Everest.

Međutim, nedavno zabilježeno odstupanje, objavljeno u časopisu Physical Review Letters, predstavlja veliko iznenađenje jer je prilično veliko, a istovremeno je vrlo slično veličini koja je istom metodom izmjerena 2001. što se ne bi očekivalo da je u pitanju neka nasumična eksperimentalna pogreška.

Veličina konstante G važna je za cijeli niz pojava u našem svemiru baš kao i brzina svjetlosti. Ona se javlja u brojnim jednadžbama koje određuju kretanje planeta, širenje svemira, starenje zvijezda i sl.

Znanstvenici priznaju kako je moguće da u mjerenjima postoji neka sakrivena trajna greška, međutim, postoji i druga neobičnija i interesantnija mogućnost – da se G uistinu može promijeniti. Kada bi to bilo istina, bili bismo korak bliže razumijevanju misteriozne tamne energije koja ubrzava širenje svemira unatoč gravitacijskim silama koje ga nastoje smanjiti.

'Ako se G promijenio za ovaj mali iznos, očekivali bismo da on ovisi o nekom novom polju', rekao je kozmolog Tony Padilla sa Sveučilišta u Nottinghamu u Velikoj Britaniji. 'Moguće je zamisliti scenarij u kojem to polje ima ključnu ulogu u stvaranju tamne energije', dodao je.

Prema Isacu Newtonu sila privlačnosti između dva tijela F jednaka je umnošku njihovih masa s gravitacijskom konstantom podijeljenom s kvadratom udaljenosti: F=GxM1xM2/r^2. Konstantu G prvi je put izmjerio u laboratoriju britanski znanstvenik Henry Cavendish upotrijebivši uređaj koji je na temelju torzije žice odredio gravitacijsku privlačnost tijela dobro poznatih masa. On je izmjerio veličinu od 6,74x10^-11. Od tada je ona dobila cijeli niz neznatno različitih vrijednosti, a suvremena procjena zaustavila se na 6,67383x10^-11. Znanstvenici su smatrali da su mala odstupanja posljedice pogrešaka u mjerenjima pa se uvijek prihvaćala aproksimacija.

U novom istraživanju Terry Quinn iz International Bureau of Weights and Measures (BIPM) u Parizu i Clive Speake s University of Birmingham u Velikoj Britaniji izmjerili su G pomoću dvije suvremenije verzije Cavendisheva eksperimenta koje se temelje na elektrostatici. Njihova su mjerenja dala rezultat od 6,67545×10^-11 koji je za čak 240 dijelova na milijun veći od službenog iz 2010. No u ovoj priči nije najneobičnija veličina odstupanja - bilo je mjerenja koja su pokazala i nešto veće razlike. Znanstvenike je mnogo više iznenadila činjenica da novo mjerenje od prijašnjeg mjerenja istog tima s istom tehnikom iz 2001. godine odstupa samo za 21 udio na milijun. Budući da je tim ovoga puta poduzeo sve mjere da ukloni svaku mogućnost pogreške koja se ranije mogla potkrasti, očekivalo se da će rezultat biti drugačiji.

Novi eksperimenti zaintrigirali su fizičare koji se bave gravitacijom. Ova enigma ima tri moguća rješenja – oba mjerenja mogu biti kriva, moguće je da je Quinnov tim otkrio pravu vrijednost G, a moguće je i da se ona zapravo mijenja. U svakom slučaju, ako mjerenja nisu pogrešna, rezultat ukazuje na mogućnost da postoji neka nova fizika.

'Ako je vrijednost G imalo veća, onda ćemo morati ispraviti sve naše proračune', rekla je Clare Burrage sa Sveučilišta u Nottinghamu. 'U tom slučaju zvijezde bi izgarale brže nego što smo ranije mislili jer je potrebno više energije da se odupru snažnijim gravitacijskim silama', objasnila je.

Pregled tjedna bez spama i reklama

Prijavi se na naš newsletter i u svoj inbox primaj tjedni pregled najvažnijih vijesti!