Hằng số vật lý liên hệ lực hấp dẫn giữa những vật với khối lượng và khoảng cách của chúng

Các hằng số hấp dẫn (còn được gọi là hằng số hấp dẫn phổ quát, các Hằng số hấp dẫn Newton, hoặc là Hằng số hấp dẫn Cavendish),[a] biểu thị bằng chữ cái G, là một theo kinh nghiệm hằng số vật lý tham gia vào việc tính toán lực hấp dẫn hiệu ứng trong Ngài Isaac Newton’S luật vạn vật hấp dẫn và trong Albert Einstein’S thuyết tương đối rộng.

Trong định luật Newton, nó là hằng số tỷ suất link Lực hấp dẫn giữa hai cơ quan với loại mẫu sản phẩm của họ quần chúng và hình vuông vắn nghịch đảo của họ khoảng cách. bên trong Phương trình trường Einstein, nó định lượng mối quan hệ giữa hình học của không thời hạn và tensor năng lượng-động lượng ( còn được gọi là căng thẳng-năng lượng căng thẳng mệt mỏi căng thẳng mệt mỏi ). Giá trị đo được của hằng số được biết chắc như đinh đến bốn chữ số có nghĩa. Trong Đơn vị SI, giá trị của nó là xê dịch 6.674 × 10 − 11 m3 ⋅ kg − 1 ⋅ s − 2. [ 1 ]

Kí hiệu hiện đại của định luật Newton liên quan đến G được giới thiệu vào những năm 1890 bởi C. V. Chàng trai. Phép đo ngầm đầu tiên với độ chính xác trong khoảng 1% được quy cho Henry Cavendish trong một 1798 thử nghiệm.[b]

Định nghĩa

Dựa theo Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, hấp dẫn lực lượng (F) giữa hai vật giống như điểm tỷ lệ thuận với tích của chúng quần chúng (m1 và m2) và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, r, giữa họ:

F = G m 1 m 2 r 2. { displaystyle F = G { frac { m_ { 1 } m_ { 2 } } { r ^ { 2 } } } ,. }

Các hằng số tỷ lệ, G, là hằng số hấp dẫn. Nói một cách thông tục, hằng số hấp dẫn còn được gọi là “G lớn”, khác với “g nhỏ” (g), đó là trường hấp dẫn cục bộ của Trái đất (tương đương với gia tốc rơi tự do).[2][3] Ở đâu M⊕ là khối lượng của Trái đất và r⊕ là bán kính của Trái đất, hai đại lượng có quan hệ với nhau bằng:

g =

GM⊕

/

r⊕2

.

Hằng số hấp dẫn Open trong Phương trình trường Einstein của thuyết tương đối rộng, [ 4 ] [ 5 ]

G μ ν + Λ g μ ν = κ T μ ν, { displaystyle G_ { mu u } + Lambda g_ { mu u } = kappa T_ { mu u }, , }

Ở đâu Gμν là Einstein tensor, Λ là hằng số vũ trụ và κ là một hằng số được giới thiệu ban đầu bởi Einstein liên quan trực tiếp đến hằng số hấp dẫn Newton:[5][6][c]

κ = 8 π G c 2 { displaystyle kappa = { frac { 8 pi G } { c ^ { 2 } } } }1.866 × 10 − 26 mkg − 1
.

Giá trị và sự không chắc như đinh

Hằng số hấp dẫn là một hằng số vật lý khó đo với độ đúng chuẩn cao. [ 7 ] Điều này là do lực hấp dẫn là một lực cực kỳ yếu so với lực lượng cơ bản. [ d ] Trong SI đơn vị, năm 2018 CODATA – giá trị khuyến nghị của hằng số hấp dẫn ( với độ không bảo vệ tiêu chuẩn trong ngoặc đơn ) là : [ 1 ] [ 8 ]

G = 6.67430 ( 15 ) × 10 − 11 m 3 ⋅ k g − 1 ⋅ S − 2 { displaystyle G = 6.67430 ( 15 ) imes 10 ^ { – 11 } { m { m ^ { 3 } { cdot } kg ^ { – 1 } { cdot } s ^ { – 2 } } } }

Điều này tương ứng với một tiêu chuẩn tương đối tính không chắc như đinh của 2.2 × 10 − 5 ( 22 ppm ) .

Đơn vị tự nhiên

Hằng số hấp dẫn là hằng số xác định trong một số hệ thống đơn vị tự nhiên, đặc biệt hệ thống đơn vị hình học, nhu la Đơn vị Planck và Đơn vị tiền. Khi được biểu thị theo các đơn vị như vậy, giá trị của hằng số hấp dẫn nói chung sẽ có giá trị số là 1 hoặc giá trị gần với nó. Do độ không đảm bảo đo đáng kể trong giá trị đo của G về các hằng số cơ bản đã biết khác, một mức độ không đảm bảo tương tự sẽ thể hiện trong giá trị của nhiều đại lượng khi được biểu thị trong một hệ đơn vị như vậy.

Cơ học quỹ đạo

Trong vật lý thiên văn, rất thuận tiện để đo khoảng cách trong parsec (pc), vận tốc tính bằng km trên giây (km / s) và khối lượng tính bằng đơn vị năng lượng mặt trời M⊙. Trong các đơn vị này, hằng số hấp dẫn là:

G ≈ 4.3009 × 10 − 3 p c M ⊙ ( k m / S ) 2. { displaystyle G Khoảng 4.3009 imes 10 ^ { – 3 } { m { } } { frac { pc } { M_ { odot } } } { m { ( km / s ) ^ { 2 } } }., }

Đối với những trường hợp mà thủy triều là quan trọng, những thang đo độ dài đối sánh tương quan là nửa đường kính mặt trời hơn là parsec. Trong những đơn vị này, hằng số hấp dẫn là :

G ≈ 1.90809 × 10 5 R ⊙ M ⊙ − 1 ( k m / S ) 2. { displaystyle Khoảng 1,90809 imes 10 ^ { 5 } R_ { odot } M_ { odot } ^ { – 1 } { m { ( km / s ) ^ { 2 } } }., }

Trong cơ học quỹ đạo, kỳ P của một vật thể theo quỹ đạo tròn xung quanh một vật thể hình cầu tuân theo

G M = 3 π V P 2 { displaystyle GM = { frac { 3 pi V } { P ^ { 2 } } } }

Ở đâu V là thể tích bên trong bán kính của quỹ đạo. Nó theo sau đó

P 2 = 3 π G V M ≈ 10.896 h 2 ⋅ g ⋅ c m − 3 V M. { displaystyle P ^ { 2 } = { frac { 3 pi } { G } } { frac { V } { M } } xê dịch 10,896 mathrm { h ^ { 2 } { cdot } g { cdot } cm ^ { – 3 } } { phân số { V } { M } }. }

Cách diễn đạt này G cho thấy mối quan hệ giữa mật độ trung bình của một hành tinh và chu kỳ của một vệ tinh quay xung quanh ngay trên bề mặt của nó.

Đối với quỹ đạo hình elip, vận dụng Định luật thứ 3 của Kepler, được thể hiện bằng những đơn vị đặc trưng của Quỹ đạo toàn thế giới :

G = 4 π 2 A U 3 ⋅ y r − 2 M − 1 ≈ 39.478 A U 3 ⋅ y r − 2 M ⊙ − 1, { displaystyle G = 4 pi ^ { 2 } { m { AU ^ { 3 } { cdot } yr ^ { – 2 } } } M ^ { – 1 } khoảng chừng 39,478 { m { AU ^ { 3 } { cdot } yr ^ { – 2 } } } M_ { odot } ^ { – 1 }, }

trong đó khoảng cách được đo bằng trục bán chính của quỹ đạo Trái đất ( đơn vị thiên văn, AU), thời gian trong nămvà khối lượng trong tổng khối lượng của hệ thống quay quanh (M = M☉ + M⊕ + M☾[e]).

Phương trình trên chỉ đúng mực trong khoanh vùng khoanh vùng phạm vi gần đúng của quỹ đạo Trái đất quay quanh Mặt trời là yếu tố hai khung hình trong cơ học Newton, những đại lượng đo được chứa những hiệu chỉnh từ những nhiễu động từ những thiên thể khác trong hệ mặt trời và từ thuyết tương đối rộng. Tuy nhiên, từ năm 1964 cho đến năm 2012, nó được sử dụng làm định nghĩa của đơn vị thiên văn và do đó được sử dụng theo định nghĩa :

1 A U = ( G M 4 π 2 y r 2 ) 1 3 ≈ 1.495979 × 10 11 m. { displaystyle 1 { m { AU } } = left ( { frac { GM } { 4 pi ^ { 2 } } } { m { yr } } ^ { 2 } ight ) ^ { frac { 1 } { 3 } } khoảng chừng 1.495979 imes 10 ^ { 11 } { m { m } }. }

Kể từ năm 2012, AU được định nghĩa là 1.495978707 × 1011 m đúng mực, và phương trình không còn trọn vẹn hoàn toàn có thể được coi là giữ đúng chuẩn nữa .

Số lượng GM—Sản phẩm của hằng số hấp dẫn và khối lượng của một thiên thể nhất định như Mặt trời hoặc Trái đất — được gọi là tham số hấp dẫn tiêu chuẩn và (cũng được ký hiệu là μ). Tham số hấp dẫn tiêu chuẩn GM xuất hiện như trên trong định luật vạn vật hấp dẫn của Newton, cũng như trong các công thức về sự lệch hướng của ánh sáng gây ra bởi thấu kính hấp dẫn, trong Định luật Kepler về chuyển động của hành tinhvà trong công thức cho vận tốc thoát.

Đại lượng này cho phép đơn giản hóa một cách thuận tiện các công thức liên quan đến trọng lực. Sản phẩm GM được biết chính xác hơn nhiều so với một trong hai yếu tố.

Giá trị cho GM

Thân hình	μ = GM	Giá trị	Sự không chắc chắn tương đối
mặt trời	GM☉	1.32712440018 ( 9 ) × 1020 m3 ⋅ s − 2 [9]	7 × 10 − 11
Trái đất	GM⊕	Xem thêm: 10 năm 3 tháng 30 ngày – Wikipedia tiếng Việt Xem thêm : Điểm chuẩn vào Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh theo phương pháp học bạ, tuyển thẳng 3.986004418 ( 8 ) × 1014 m3 ⋅ s − 2 [10]	2 × 10 − 9

Tính toán trong Cơ học thiên thể cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng các đơn vị của khối lượng mặt trời, nghĩa là những ngày mặt trời và đơn vị thiên văn chứ không phải đơn vị SI tiêu chuẩn. Với mục đích này, Hằng số hấp dẫn Gaussian trong lịch sử đã được sử dụng rộng rãi, k = 0.01720209895, thể hiện ý nghĩa vận tốc góc của hệ Mặt trời-Trái đất được đo bằng radian mỗi ngày.[cần trích dẫn] Việc sử dụng hằng số này và định nghĩa ngụ ý của đơn vị thiên văn đã thảo luận ở trên, đã không được chấp nhận bởi IAU kể từ 2012.[cần trích dẫn]

Lịch sử giám sát

Lịch sử bắt đầu

Giữa 1640 và 1650, Grimaldi và Riccioli đã phát hiện ra rằng khoảng cách được bao trùm bởi những đối tượng người tiêu dùng người tiêu dùng trong rơi tự do tỷ suất với bình phương thời hạn tiến hành, khiến họ cố gắng nỗ lực nỗ lực tính hằng số hấp dẫn bằng cách ghi lại những giao động của con lắc. [ 11 ]

Sự tồn tại của hằng số được ngụ ý trong Định luật vạn vật hấp dẫn của Newton như được xuất bản vào những năm 1680 (mặc dù ký hiệu của nó là G những năm 1890),[12] nhưng không phải tính toán trong anh ấy Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica nơi nó giả định luật nghịch đảo bình phương của lực hấp dẫn. bên trong Principia, Newton đã xem xét khả năng đo sức mạnh của trọng lực bằng cách đo độ lệch của một con lắc trong vùng lân cận của một ngọn đồi lớn, nhưng cho rằng tác động đó sẽ quá nhỏ để có thể đo lường được.[13] Tuy nhiên, ông ước tính thứ tự độ lớn của hằng số khi phỏng đoán rằng “mật độ trung bình của trái đất có thể lớn gấp năm hoặc sáu lần mật độ của nước”, tương đương với một hằng số hấp dẫn có bậc:[14]

G

≈
( 6.7 ± 0.6 ) × 10 − 11 m3 ⋅ kg – 1 ⋅ s − 2

Một phép đo đã được tiến hành vào năm 1738 bởi Pierre Bouguer và Charles Marie de La Condamine trong ” Cuộc thám hiểm Peru Bouguer đã hạ thấp tầm quan trọng của tính năng của họ vào năm 1740, cho thấy rằng thí nghiệm tối thiểu đã chứng tỏ rằng Trái đất không hề là một vỏ rỗng, như 1 số ít nhà tư tưởng trong ngày, gồm có Edmond Halley, đã yêu cầu yêu cầu. [ 15 ] Các Thử nghiệm Schiehallion, được đề xuất kiến nghị đề xuất kiến nghị vào năm 1772 và tiến hành xong vào năm 1776, là phép đo thành công xuất sắc xuất sắc tiên phong về tỷ suất trung bình của Trái đất, và do đó gián tiếp của hằng số hấp dẫn. Kết quả được báo cáo giải trình báo cáo giải trình bởi Charles Hutton ( 1778 ) yêu cầu yêu cầu tỷ suất 4,5 g / cm3 ( 4 + 50 % gấp tỷ trọng của nước ), thấp hơn khoảng chừng 20 % ​ ​ so với giá trị văn minh. [ 16 ] Điều này ngay lập tức dẫn đến ước tính về tỷ suất và khối lượng của mặt trời, Mặt trăng và những hành tinh, được gửi bởi Hutton tới Jérôme Lalande để đưa vào bảng hành tinh của mình. Như đã tranh luận ở trên, việc thiết lập tỷ suất trung bình của Trái đất tương tự như với việc đo hằng số hấp dẫn, cho Bán kính trung bình của Trái đất và tần suất trọng trường nghĩa là trên bề mặt Trái đất, bằng cách thiết lập

G = g R ⊕ 2 M ⊕ = 3 g 4 π R ⊕ ρ ⊕. { displaystyle G = g { frac { R_ { oplus } ^ { 2 } } { M_ { oplus } } } = { frac { 3 g } { 4 pi R_ { oplus } ho _ { oplus } } }. }

Dựa trên điều này, kết quả năm 1778 của Hutton tương đương với G ≈ 8×10−11 m3⋅kg–1⋅s−2.

Sơ đồ cân đối lực xoắn được sử dụng trong Thử nghiệm Cavendish được thực thi bởi Henry Cavendish Vào năm 1798, để đo G, với sự trợ giúp của một ròng rọc, những quả bóng lớn treo từ một khung được quay vào vị trí bên cạnh những quả bóng nhỏ .

Phép đo trực tiếp đầu tiên về lực hút hấp dẫn giữa hai vật thể trong phòng thí nghiệm được thực hiện vào năm 1798, bảy mươi mốt năm sau khi Newton qua đời, bởi Henry Cavendish.[17] Anh ấy đã xác định một giá trị cho G ngầm định, sử dụng một cân bằng lực xoắn được phát minh bởi nhà địa chất Rev. John Michell (1753). Anh ấy đã sử dụng một phương ngang chùm xoắn với quả cầu chì có quán tính (liên quan đến hằng số xoắn), anh ta có thể biết được bằng cách xác định thời gian dao động của chùm tia. Lực hút yếu ớt của chúng đối với các quả bóng khác đặt dọc theo chùm tia có thể phát hiện được do độ lệch mà nó gây ra. Mặc dù thiết kế thử nghiệm là do Michell, thử nghiệm hiện được gọi là Thử nghiệm Cavendish cho lần đầu tiên được Cavendish thực hiện thành công.

Mục đích đã nêu của Cavendish là “cân Trái đất”, tức là xác định mật độ trung bình của Trái đất và Khối lượng trái đất. Kết quả của anh ấy, ρ⊕ = 5,448 (33) g · cm−3, tương ứng với giá trị của G = 6.74(4)×10−11 m3⋅kg–1⋅s−2. Nó có độ chính xác đáng ngạc nhiên, cao hơn khoảng 1% so với giá trị hiện đại (so với độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn được công bố là 0,6%).[18]

thế kỉ 19

Độ chính xác của giá trị đo được của G chỉ tăng một cách khiêm tốn kể từ thử nghiệm Cavendish ban đầu.[19] G khá khó đo vì lực hấp dẫn yếu hơn nhiều so với các lực cơ bản khác, và một thiết bị thí nghiệm không thể tách khỏi ảnh hưởng hấp dẫn của các vật thể khác. Hơn nữa, lực hấp dẫn không có mối quan hệ thiết lập nào với các lực cơ bản khác, vì vậy dường như không thể tính toán nó một cách gián tiếp từ các hằng số khác có thể được đo chính xác hơn, như được thực hiện trong một số lĩnh vực vật lý khác.[cần trích dẫn]

Phép đo với con lắc được thực thi bởi Francesco Carlini ( 1821, 4,39 g / cm3 ), Edward Sabine ( 1827, 4,77 g / cm3 ), Carlo Ignazio Giulio ( 1841, 4,95 g / cm3 ) và George Biddell Airy ( 1854, 6,6 g / cm3 ). [ 20 ] Thử nghiệm của Cavendish lần tiên phong được lặp lại bởi Ferdinand Reich ( 1838, 1842, 1853 ), người đã tìm ra giá trị của 5,5832 ( 149 ) g · cm − 3, [ 21 ] thực sự kém hơn hiệu suất cao của Cavendish, chênh lệch 1,5 % so với giá trị tân tiến. Cornu và Baille ( 1873 ), được tìm thấy 5,56 g · cm − 3. [ 22 ] Thí nghiệm của Cavendish được chứng tỏ là dẫn đến những phép đo đáng bảo đảm an toàn và đáng an toàn và đáng tin cậy hơn so với những thí nghiệm con lắc thuộc loại ” Schiehallion ” ( độ lệch ) hoặc ” Peru ” ( chu kỳ luân hồi luân hồi như một hàm của độ cao ). Các thí nghiệm về con lắc vẫn liên tục được tiến hành, bởi Robert von Sterneck ( 1883, công dụng từ 5,0 đến 6,3 g / cm3 ) và Thomas Corwin Mendenhall ( 1880, 5,77 g / cm3 ). [ 23 ]

Kết quả của Cavendish lần đầu tiên được cải thiện bởi John Henry Poynting (1891),[24] ai đã xuất bản giá trị của 5,49 (3) g · cm−3, khác với giá trị hiện đại 0,2%, nhưng tương thích với giá trị hiện đại trong độ không đảm bảo đo tiêu chuẩn được trích dẫn là 0,55%. Ngoài Poynting, các phép đo được thực hiện bởi C. V. Chàng trai (1895)[25] và Carl Braun (1897),[26] với kết quả tương thích đề xuất G = 6.66(1)×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2. Kí hiệu hiện đại liên quan đến hằng số G được giới thiệu bởi Boys vào năm 1894[12] và trở thành tiêu chuẩn vào cuối những năm 1890, với các giá trị thường được trích dẫn trong cgs hệ thống. Richarz và Krigar-Menzel (1898) đã cố gắng lặp lại thí nghiệm Cavendish sử dụng 100.000 kg chì cho khối lượng hấp dẫn. Độ chính xác của kết quả của họ 6.683(11)×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2 tuy nhiên, có cùng cấp độ với các kết quả khác vào thời điểm đó.[27]

Arthur Stanley Mackenzie trong Các định luật hấp dẫn (1899) đánh giá các công việc được thực hiện trong thế kỷ 19.[28] Poynting là tác giả của bài báo “Gravitation” trong Encyclopædia Britannica Ấn bản thứ mười một (Năm 1911). Ở đây, anh ấy trích dẫn một giá trị của G = 6.66×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2 với độ không đảm bảo là 0,2%.

Giá trị tân tiến

Paul R. Heyl ( 1930 ) công bố giá trị của 6.670 ( 5 ) × 10 − 11 m3 ⋅ kg – 1 ⋅ s − 2 ( độ không bảo vệ đo tương đối 0,1 % ), [ 29 ] cải tổ thành 6.673 ( 3 ) × 10 − 11 m3 ⋅ kg – 1 ⋅ s − 2 ( độ không bảo vệ đo tương đối 0,045 % = 450 ppm ) vào năm 1942. [ 30 ]Các giá trị đã xuất bản của G xuất phát từ những phép đo có độ đúng chuẩn cao kể từ những năm 1950 vẫn thích hợp với Heyl ( 1930 ), nhưng trong khoanh vùng phạm vi độ không bảo vệ đo tương đối khoảng chừng 0,1 % ( hoặc 1.000 ppm ) đã đổi khác khá rộng và không trọn vẹn rõ ràng nếu độ không bảo vệ được giảm xuống ở tổng thể kể từ lần đo năm 1942. Trên thực tiễn, 1 số ít phép đo được công bố trong những năm 1980 đến 2000 đã loại trừ lẫn nhau. [ 7 ] [ 31 ] Thiết lập một giá trị tiêu chuẩn cho G với độ không bảo vệ đo tiêu chuẩn tốt hơn 0,1 % do đó vẫn khá mang tính suy đoán .Đến năm 1969, giá trị được khuyến nghị bởi Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ ( NIST ) được trích dẫn với độ không bảo vệ đo chuẩn là 0,046 % ( 460 ppm ), giảm xuống còn 0,012 % ( 120 ppm ) vào năm 1986. Nhưng việc liên tục công bố những phép đo xích míc đã khiến NIST tăng đáng kể độ không bảo vệ đo chuẩn trong giá trị khuyến nghị năm 1998, bằng cách thông số 12, với độ không bảo vệ đo chuẩn là 0,15 %, lớn hơn thông số do Heyl ( 1930 ) đưa ra .Độ không bảo vệ đo một lần nữa được hạ thấp vào năm 2002 và 2006, nhưng một lần nữa được nâng lên, 20 % một cách thận trọng hơn vào năm 2010, tương thích với độ không bảo vệ đo tiêu chuẩn là 120 ppm được công bố năm 1986. [ 32 ] Đối với bản update năm năm trước, CODATA đã giảm độ không bảo vệ xuống còn 46 ppm, thấp hơn 50% giá trị năm 2010 và thấp hơn một bậc cường độ so với khuyến nghị năm 1969 .Bảng sau đây cho thấy những giá trị được đề xuất kiến nghị của NIST được xuất bản từ năm 1969 : G kể từ năm 1900: các giá trị được đề xuất dựa trên đánh giá tài liệu được hiển thị bằng màu đỏ, các thí nghiệm cân bằng lực xoắn riêng lẻ có màu xanh lam, các loại thí nghiệm khác có màu xanh lục.Dòng thời hạn của những phép đo và những giá trị được yêu cầu chokể từ năm 1900 : những giá trị được đề xuất kiến nghị dựa trên nhìn nhận tài liệu được hiển thị bằng màu đỏ, những thí nghiệm cân bằng lực xoắn riêng không liên quan gì đến nhau có màu xanh lam, những loại thí nghiệm khác có màu xanh lục .

Trong số tháng 1 năm 2007 của Khoa học, Fixler và cộng sự. đã mô tả phép đo hằng số hấp dẫn bằng một kỹ thuật mới, phép đo giao thoa nguyên tử, báo cáo giá trị của G = 6.693(34)×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2, Cao hơn 0,28% (2800 ppm) so với giá trị CODATA năm 2006.[42] Một phép đo nguyên tử lạnh được cải tiến bởi Rosi et al. được xuất bản vào năm 2014 của G = 6.67191(99)×10−11 m3⋅kg−1⋅s−2.[43][44] Mặc dù gần hơn nhiều với giá trị được chấp nhận (gợi ý rằng Fixler et. al. phép đo bị sai), kết quả này thấp hơn 325 ppm so với giá trị CODATA năm 2014 được khuyến nghị, không trùng lặp độ không đảm bảo tiêu chuẩn khoảng thời gian.

Kể từ năm 2018, những nỗ lực nhìn nhận lại những hiệu suất cao xích míc của những phép đo đang được NIST điều phối, đặc biệt quan trọng quan trọng là sự tái diễn những thí nghiệm được báo cáo giải trình báo cáo giải trình bởi Quinn và tập sự. ( 2013 ). [ 45 ] Vào tháng 8 năm 2018, một nhóm điều tra và nghiên cứu và tìm hiểu Trung Quốc đã công bố những phép đo mới dựa trên cân bằng lực xoắn, 6.674184 ( 78 ) × 10 − 11 m3 ⋅ kg – 1 ⋅ s − 2 và 6.674484 ( 78 ) × 10 − 11 m3 ⋅ kg – 1 ⋅ s − 2 dựa trên hai chiêu thức khác nhau. [ 46 ] Đây được coi là phép đo đúng chuẩn nhất từng được thực thi, với độ không bảo vệ đo tiêu chuẩn được trích dẫn là thấp nhất là 12 ppm. Sự độc lạ của 2,7 σ giữa hai hiệu suất cao cho thấy trọn vẹn hoàn toàn có thể có những nguồn lỗi chưa được khắc phục .

Biến thể thời hạn được yêu cầu

Một nghiên cứu gây tranh cãi năm 2015 về một số phép đo trước đó của G, bởi Anderson và cộng sự, đã gợi ý rằng hầu hết các giá trị loại trừ lẫn nhau trong các phép đo chính xác cao của G có thể được giải thích bởi một biến thiên tuần hoàn.[47] Sự thay đổi được đo lường khi có khoảng thời gian 5,9 năm, tương tự như được quan sát trong các phép đo độ dài ngày (LOD), gợi ý về một nguyên nhân vật lý phổ biến không nhất thiết phải là sự biến đổi G. Một số tác giả ban đầu của G các phép đo được sử dụng trong Anderson et al.[48] Phản hồi này lưu ý rằng Anderson et al. không chỉ bỏ qua các phép đo, mà họ còn sử dụng thời gian công bố hơn là thời gian các thí nghiệm được thực hiện. Một âm mưu với thời gian đo lường ước tính từ việc liên hệ với các tác giả gốc làm suy giảm nghiêm trọng độ dài tương quan trong ngày. Ngoài ra, việc xem xét dữ liệu được thu thập trong hơn một thập kỷ bởi Karagioz và Izmailov cho thấy không có mối tương quan nào với các phép đo độ dài trong ngày.[48][49] Do đó, các biến thể trong G rất có thể phát sinh từ các lỗi đo lường hệ thống chưa được tính toán đúng. Theo giả định rằng vật lý của siêu tân tinh loại Ia là phổ biến, phân tích các quan sát của 580 siêu tân tinh loại Ia đã chỉ ra rằng hằng số hấp dẫn đã thay đổi ít hơn một phần trong mười tỷ mỗi năm trong chín tỷ năm qua, theo Mold et al. (2014).[50]

Xem thêm

Người ra mắt

Chú thích

1. ^

   G bởi Boys (1894). Việc sử dụng thuật ngữ của T.E. Stern (1928) đã bị trích dẫn sai là “hằng số hấp dẫn của Newton” trong Khoa học thuần túy được đánh giá cho học sinh giỏi và không tinh vi (1930), rõ ràng là lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ đó. Việc sử dụng “hằng số Newton” (không chỉ định “lực hút” hay “lực hấp dẫn”) gần đây hơn, vì “hằng số Newton” cũng được sử dụng cho Lỗ đen lượng tử (2013), tr. 93; P. de Aquino, Ngoài hiện tượng mô hình tiêu chuẩn tại LHC (2013), tr. 3. Cái tên “Hằng số hấp dẫn Cavendish”, đôi khi là “Hằng số hấp dẫn Newton-Cavendish”, dường như đã trở nên phổ biến trong những năm 1970 đến 1980, đặc biệt là trong (bản dịch từ) văn học Nga thời Xô Viết, ví dụ: Sagitov (1970 [1969]), Vật lý Liên Xô: Uspekhi 30 (1987), Số 1–6, tr. 342 [v.v.]. “Hằng số Cavendish” và “Hằng số hấp dẫn Cavendish” cũng được sử dụng trong Charles W. Misner, Kip S. Thorne, John Archibald Wheeler, “Gravitation”, (1973), 1126f. “, như trái ngược với “Bách khoa toàn thư về khoa học khí quyển và địa chất thiên văn học, 1967, tr. 436; lưu ý việc sử dụng “Big G’s” so với “little g’s” ngay từ những năm 1940 của Gμν so với gμν, Sách khoa học, y tế và kỹ thuật được xuất bản tại Hoa Kỳ: danh sách được chọn lọc các đầu sách được in kèm chú thích: bổ sung của các sách xuất bản 1945–1948, Ủy ban về Hội đồng Nghiên cứu Thư mục Khoa học và Kỹ thuật Hoa Kỳ, 1950, tr. 26).” Hằng số hấp dẫn Newton ” là tên được trình làng chobởi Boys ( 1894 ). Việc sử dụng thuật ngữ của T.E. Stern ( 1928 ) đã bị trích dẫn sai là ” hằng số hấp dẫn của Newton ” trong ( 1930 ), rõ ràng là lần tiên phong sử dụng thuật ngữ đó. Việc sử dụng ” hằng số Newton ” ( không chỉ định ” lực hút ” hay ” lực hấp dẫn ” ) gần đây hơn, vì ” hằng số Newton ” cũng được sử dụng cho thông số truyền nhiệt trong Định luật làm mát Newton, nhưng giờ đây đã trở nên khá phổ cập, ví dụ : ( 2013 ), tr. 93 ; P. de Aquino, ( 2013 ), tr. 3. Cái tên ” Hằng số hấp dẫn Cavendish “, nhiều lúc là ” Hằng số hấp dẫn Newton-Cavendish “, có vẻ như đã trở nên phổ cập trong những năm 1970 đến 1980, đặc biệt quan trọng là trong ( bản dịch từ ) văn học Nga thời Xô Viết, ví dụ : Sagitov ( 1970 [ 1969 ] ), 30 ( 1987 ), Số 1 – 6, tr. 342 [ v.v. ]. ” Hằng số Cavendish ” và ” Hằng số hấp dẫn Cavendish ” cũng được sử dụng trong Charles W. Misner, Kip S. Thorne, John Archibald Wheeler, ” Gravitation “, ( 1973 ), 1126 f. “, như trái ngược với ” g nhỏ ” cho tần suất trọng trường có từ những năm 1960 ( R.W. Fairbridge,, 1967, tr. 436 ; quan tâm việc sử dụng ” Big G’s ” so với ” little g’s ” ngay từ những năm 1940 của Einstein tensor so với hệ mét, Ủy ban về Hội đồng Nghiên cứu Thư mục Khoa học và Kỹ thuật Hoa Kỳ, 1950, tr. 26 ) .

2. ^

   G gián tiếp, bằng cách báo cáo một giá trị cho
   gián tiếp, bằng cách báo cáo giải trình một giá trị cho5,448 g ⋅ cm − 3
   . Cavendish xác lập giá trị củagián tiếp, bằng cách báo cáo giải trình báo cáo giải trình một giá trị cho Khối lượng toàn thế giới hoặc tỷ suất trung bình của Trái đất, như

3. ^

   Tùy thuộc vào sự lựa chọn định nghĩa của tensor Einstein và của tensor ứng suất-năng lượng, nó hoàn toàn có thể được định nghĩa theo cách khác

   κ =

   8πG

   /

   c4

   ≈
   2.077 × 10 − 43 S2 ⋅ m − 1 ⋅ kg − 1
   .

4. ^

   10 − 67 N10
   10 − 28 N

   . Lực điện từ trong ví dụ này có thứ tự là 1039 lớn hơn gấp nhiều lần lực hấp dẫn — gần bằng tỷ lệ với Ví dụ, lực hấp dẫn giữa một điện tử và một proton Cách nhau 1 m là khoảng chừng, trong khi lực điện từ giữa hai hạt giống nhau là xê dịch. Lực điện từ trong ví dụ này có thứ tự là 10 lớn hơn gấp nhiều lần lực hấp dẫn — gần bằng tỷ suất với khối lượng của Mặt trời đến một microgram .

   Xem thêm: 99+ Hình Avatar Mèo Cặp cute và Cực Chất Cho Các Couple | TTTVM – Thamtrangtraivinamilk

5. ^

   M ≈ 1.000003040433 M ☉, vậy nên M = M ☉ hoàn toàn có thể được sử dụng cho độ đúng chuẩn từ năm chữ số có nghĩa trở xuống .

Trích dẫn

Nguồn

Source: https://thcsbevandan.edu.vn
Category : Thông tin cần biết