Konstanta gravitasi menggambarkan gaya intrinsik gravitasi, dan dapat digunakan untuk menghitung gaya gravitasi antara dua benda.
Juga dikenal sebagai “Big G” atau Jkonstanta gravitasi pertama kali ditentukan oleh Isaac Newton dalam hukum gravitasi universal yang dirumuskan pada tahun 1680. Ini adalah salah satu konstanta dasar alam, dengan a Dengan nilai (6,6743 ± 0,00015) x10^–11 m^3 kg^–1 s^–2 (Buka di tab baru).
Gaya gravitasi antara dua benda menggunakan konstanta gravitasi dapat dihitung menggunakan persamaan yang kebanyakan kita temui di sekolah menengah: gaya gravitasi antara dua benda ditemukan dengan mengalikan massa kedua benda tersebut (m1 dan m2) dan Jkemudian dibagi dengan kuadrat jarak antara dua benda (F = [G x m1 x m2]/p^2).
Terkait: Mengapa gravitasi begitu lemah? Jawabannya mungkin terletak pada sifat ruangwaktu
Keith Cooper adalah jurnalis dan editor sains lepas di Inggris, dengan gelar di bidang Fisika dan Astrofisika dari Universitas Manchester. Dia adalah penulis The Connection Paradox: Challenging Our Assumptions in the Search for Extraterrestrial Intelligence (Bloomsbury Sigma, 2020) dan telah menulis artikel tentang astronomi, luar angkasa, fisika, dan astrobiologi untuk sejumlah besar jurnal dan situs web.
konstanta gravitasi
Konstanta gravitasi adalah kunci untuk mengukur massa segala sesuatu di Semesta.
Misalnya, setelah konstanta gravitasi diketahui, itu terkonjugasi dengan percepatan gravitasi sebuah daratan, massa planet kita dapat dihitung. Setelah kita mengetahui massa planet kita, mengetahui ukuran dan durasi orbit Bumi memungkinkan kita untuk mengukur massa planet kita. matahari. Mengetahui massa matahari memungkinkan kita untuk mengukur massa segala sesuatu di Bima Sakti Dari dalam ke orbit matahari.
pengukuran konstanta gravitasi
Ukuran J Itu adalah salah satu eksperimen ilmiah resolusi tinggi pertama, dan para ilmuwan sedang mencari tahu apakah itu dapat bervariasi untuk waktu dan lokasi yang berbeda di ruang angkasa, yang dapat memiliki implikasi besar bagi kosmologi.
Mencapai nilai 6,67408 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2 untuk konstanta gravitasi didasarkan pada eksperimen yang cukup cerdas dari abad kedelapan belas, didorong oleh upaya seorang surveyor Gambarlah perbatasan antara Pennsylvania dan Maryland (Buka di tab baru).
Di Inggris, dunia Henry Cavendish (Buka di tab baru) (1731-1810), yang tertarik untuk menghitung kepadatan Bumi, diwujudkan (Buka di tab baru) Upaya surveyor itu Ditakdirkan untuk gagal (Buka di tab baru) Karena gunung-gunung terdekat akan mengekspos “plumb-bob” surveyor (alat yang menyediakan garis referensi vertikal yang dapat digunakan surveyor untuk mengukurnya) sedikit gravitasi, membuang bacaan mereka. Jika mereka tahu ukurannya JMereka dapat menghitung gaya gravitasi pegunungan dan menyesuaikan hasilnya.
Jadi Cavendish mulai membuat analogi, pengukuran ilmiah paling akurat yang dibuat sampai saat itu dalam sejarah.
(Buka di tab baru)
pengalamannya Telah disebut sebagaiTeknologi Keseimbangan TorsiIni termasuk dua halter yang dapat berputar pada sumbu yang sama. Salah satu halter memiliki dua bola kecil yang melekat pada batang dan digantung dengan rapi oleh serat. Halter lainnya memiliki bobot lebih besar dari 348 lb (158 kg) timah yang dapat berputar ke salah satu sisi dumbel yang lebih kecil.
Ketika beban yang lebih besar ditempatkan di dekat bola yang lebih kecil, tarikan gravitasi dari bola yang lebih besar menarik bola yang lebih kecil, menyebabkan serat berputar. Tingkat torsi memungkinkan Cavendish untuk mengukur torsi (gaya rotasi) dari sistem torsi. Kemudian gunakan nilai ini untuk torsi alih-alih “F‘Dalam persamaan yang dijelaskan di atas, bersama dengan massa berat dan jaraknya, ia dapat mengatur ulang persamaan untuk menghitung J.
Bisakah konstanta gravitasi berubah?
Ini adalah sumber frustrasi di antara fisikawan karena “G Besar” tidak diketahui sebanyak titik desimal seperti konstanta fundamental lainnya. Misalnya, biaya file Elektron diketahui sembilan tempat desimal (1.602176634 × 10^-19 coulomb), tapi J Ini hanya secara akurat diskalakan menjadi hanya lima titik desimal. Frustrasi, upaya untuk mengukurnya lebih akurat Tidak setuju satu sama lain (Buka di tab baru).
Sebagian alasannya adalah karena gravitasi benda-benda di sekitar perangkat eksperimen akan mengganggu eksperimen. Namun, ada juga kecurigaan kuat bahwa masalahnya bukan hanya masalah empiris, tetapi bisa ada Beberapa fisika baru sedang bekerja (Buka di tab baru). Mungkin juga konstanta gravitasi tidak sekonstan seperti yang dipikirkan para ilmuwan.
Pada 1960-an, fisikawan Robert Dickey – yang timnya berangkat untuk menemukan latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) oleh Arno Penzias dan Robert Wilson pada tahun 1964) – Carl Brans mengembangkan apa yang disebut teori gravitasi tensor standar, sebagai variasi dari Albert Einstein‘s Teori relativitas umum. Bidang skalar menggambarkan properti yang dapat bervariasi pada titik yang berbeda dalam ruang (file Analogi bumi adalah peta suhu, di mana suhu tidak konstan, tetapi bervariasi dengan lokasi). Jika gravitasi adalah medan skalar, maka J Itu dapat memiliki nilai yang berbeda melintasi ruang dan waktu. Ini berbeda dari versi relativitas umum yang lebih diterima, yang mengasumsikan bahwa gravitasi konstan di seluruh alam semesta.
Motohiko Yoshimura dari Okayama University di Jepang menyarankan bahwa teori gravitasi skalar dapat dihubungkan inflasi kosmik dengan energi gelap. Inflasi terjadi dalam milidetik setelah kelahiran alam semesta, dan menyebabkan perluasan ruang yang singkat namun cepat yang berlangsung antara 10^-36 dan 10^-33 detik setelahnya. ledakan besarAlam semesta mengembang dari ukuran mikroskopis ke makroskopik, sebelum mati secara misterius.
(Buka di tab baru)
energi gelap Ini adalah kekuatan misterius yang mempercepat perluasan alam semesta saat ini. Banyak fisikawan bertanya-tanya apakah mungkin ada hubungan antara dua kekuatan yang mengembang. Yoshimura menyarankan bahwa ada – bahwa keduanya adalah manifestasi dari medan gravitasi skalar yang a Jauh lebih kuat di alam semesta awalkemudian melemah, tetapi kembali kuat lagi dengan perluasan alam semesta dan penyebaran materi.
Namun, cobalah untuk menemukan perbedaan yang signifikan dalam J Di bagian lain alam semesta mereka belum menemukan apa pun. Misalnya, pada tahun 2015, hasil penelitian 21 tahun tentang denyut nadi reguler pulsar PSR J1713 + 0747 Direktori tidak ditemukan (Buka di tab baru) Gravitasi memiliki gaya yang berbeda dibandingkan dengan di sini di tata surya. Tidak Observatorium Bank Hijau dan Arecibo. Teleskop Radio Ini mengikuti PSR J1713+0747, yang terletak 3750 tahun cahaya dalam sistem biner dengan a katai putih. Pulsar adalah salah satu yang paling terkenal, dan setiap penyimpangan dari “G Besar” akan dengan cepat memanifestasikan dirinya dalam periode tarian orbitnya dengan katai putih dan waktu denyutannya.
di penyataan (Buka di tab baru)Wei Zhou dari University of British Columbia, yang memimpin studi PSR J1713+0747, mengatakan, “Konstanta gravitasi adalah konstanta fundamental dalam fisika, jadi penting untuk menguji asumsi dasar ini menggunakan objek di tempat, waktu, dan gravitasi yang berbeda. kondisi: fakta bahwa kita melihat gravitasi melakukan hal yang sama di tata surya kita seperti yang Anda lakukan di tempat yang jauh bintang Sistem membantu memastikan bahwa konstanta gravitasi benar-benar global.”
Sumber daya tambahan
tinjauan Tes laboratorium tentang gravitasi (Buka di tab baru) Dilakukan oleh Eöt-Wash Group di University of Washington.
Untuk diteliti kembali Upaya untuk mengukur “G besar” (Buka di tab baru) Dan apa arti dari hasil tersebut?
Britannica definisi konstanta gravitasi (Buka di tab baru).
indeks
“Pengukuran akurat dari konstanta gravitasi Newton (Buka di tab baru). Xue, Chao, dkk. Tinjauan Sains Nasional (2020).
“Keadaan aneh dari konstanta gravitasi (Buka di tab baru). Prosiding National Academy of Sciences (2022).
“Henry Cavendish (Buka di tab baru). Britannica (2022).
Ikuti Keith Cooper di Twitter penyematan tweet (Buka di tab baru). Ikuti kami di Twitter penyematan tweet (Buka di tab baru) dan terus Facebook (Buka di tab baru).
“Penggemar bir. Sarjana budaya pop yang setia. Ninja kopi. Penggemar zombie jahat. Penyelenggara.”
More Stories
Inti Pluto kemungkinan besar tercipta dari tabrakan kuno
Penemuan mekanisme baru untuk memori DNA
Fermi NASA tidak melihat sinar gamma dari supernova di dekatnya