Yerçekimi sabiti G'nin geçmişi ve bugünü
Yerçekimi sabiti G'nin geçmişi ve bugünü
Yerçekimi Kanun basit ve zariftir,
Ama gerçek dünya asla mükemmel değildir
Newton'un çözemediği bir problem bıraktı "Küçük kuyruk" ,
Şimdiye kadar insanlığın başına bela oldu.
"Little Tail" i tanıtmadan önce beyni ısıtmak için bir test yapalım: "Evrenimizi başka bir evrendeki hayata tanıtmak için en basit dil nasıl kullanılır?"
Evrenimiz o kadar büyük ki, bir veya iki cümle açıkça söylenemez!
Evren her şeyi kapsıyor olsa da, bir kişinin görünüşü, parmak izleri, sesi vb. Gibi evrenin "kimlik kartı numarası" olarak kullanılabilecek bazı temel sabitler de vardır. Sayıların bileşimi ile ilgili olarak, bazı bilim adamları bunun 6 olduğunu söyler, bazıları 13 olduğunu söyler ve diğerleri 26 olduğunu söyler, ancak her durumda, evrensel yerçekimi sabiti G temeldir.
Oh! Görüyorum ki, bu "küçük kuyruk" G.
Evet. Newton evrensel çekim yasasını önermesine rağmen, G'nin ne olduğunu bilmiyordu. Newton döneminden beri sayısız bilim insanı G'yi ölçtü, ancak insanların beklemediği şey bu ölçümün bugüne ulaşmış olmasıdır.
Yerçekimi ayın dünyanın etrafında dönmesine neden olabilir, G neden bu kadar öngörülemez?
İki ana sebep var:
ve ayrıca
Başka bir soru daha var, nesneler arasında neden çekim var?
Bir soru, nesneler arasında neden çekim var?
Birincisi, yerçekimi çok zayıftır. Evrendeki tüm fiziksel olaylar yerçekiminin dört temel kuvveti, elektromanyetik kuvvet, zayıf kuvvet ve güçlü kuvvet ile açıklanabilir ve yerçekimi en zayıf olanıdır. Elinizi uzattığınızda, tüm dünyanın yerçekimi kasların gücünü yenmek için yeterli değildir; iki günlük nesne arasındaki yerçekimi daha da büyüktür. Mikro ekle En azından 1 metre aralıklarla iki insan arasındaki çekim kuvveti susamınkinin binde biri kadardır.
İkincisi, yerçekimi her yerdedir. Evrendeki herhangi iki nesne arasında güneşten küçük toza kadar değişen çekim kuvveti vardır ve dış ortamın yerçekimi müdahalesi korunamaz. Sonuç olarak, G, insanların bildiği ilk sabit, ancak en kötü ölçüm doğruluğu haline geldi. C ışık hızının 299 olduğunu tam olarak biliyoruz. 79 2458 m / s, Planck sabiti h 6,62607015 × 10-34J · s'dir, ancak G'nin yalnızca 4 anlamlı basamağı vardır.
Evrensel yerçekimi yasası çıktıktan sonra, o zamanki bilim adamları onu dünyanın kütlesini elde etmek ve ardından diğer gök cisimlerinin kütlesini hesaplamak için kullanmayı umdular.
Hardcore bilgisi
Küçük top, yerçekiminin birleşik hareketini dağdan ve dünyanın yerçekiminden alır. Bu iki kuvvetin her ikisi de evrensel çekim yasası ile ifade edilebilir ve ikisinin oranı, top sarkaçının sapma açısı ölçülerek hesaplanabilir, böylece dünyanın yoğunluğu dağların yoğunluğu ile ilişkilendirilebilir. Bu nedenle, dağın hacmi ve yoğunluğu bilindiği ve top sarkacın sapma açısı ölçüldüğü sürece, dünyanın ortalama yoğunluğu hesaplanabilir.
G buna göre hesaplandı
Modern cihazlarla ölçülen verilerle karşılaştırıldığında
Sadece% 20 hata,
G nihayet daha güvenilir bir değere sahip.
G ölçülmedi mi? Neden tahmin edilemez?
Schelen deneyinin dağın hacmini ve yoğunluğunu doğru bir şekilde ölçmesi gerekir ve ölçüm hataları, yüksek hassasiyetli bir G değeri elde etmeyi imkansız hale getirir.
Cavendish'in ebeveynleri, İngiliz kontunun aristokrat ailesinde doğdu, bir milyon pound mirası miras aldı ve o zamanlar zengin bir İngiliz adamdı. Zenginlik sonunda dağılacak, ancak bilime katkısı sonsuza dek tarihe kaydedilecek:
ve ayrıca
Başka bir soru daha var, nesneler arasında neden çekim var?
Bir soru, nesneler arasında neden çekim var?
Cavendish
Hidrojeni ilk ayıran kişi
Suyu oksijen ve hidrojenle sentezleyen ilk kişi
Nitrik asidi keşfeden ilk kişi
Dünyanın yoğunluğunu ölçen ilk kişi
Cavendish deneyini tanıtmadan önce onunla bir röportaj yapacağım.
Paparazziler iyi değil. Deneye geri dönelim
Yerçekiminin çok küçük olduğunu söylemedin mi? Burulma açısı da küçük olmalıdır, nasıl ölçülür?
Bu deneyin özü, ölçülmesi zor olan "yerçekimini" "açı değişimine" dönüştürmek ve ardından "açı değişimini", ölçülmesi kolay "konum değişikliğine" genişletmektir.
ve ayrıca
Başka bir soru daha var, nesneler arasında neden çekim var?
Bir soru, nesneler arasında neden çekim var?
Teraziye küçük bir ayna yerleştirilir ve aynaya bir ışık huzmesi yönlendirilir ve ardından ayna tarafından uzak ölçeğe yansıtılır. Ayna ve denge hafifçe döndürüldüğünde, ölçek üzerindeki ışık noktası çok hareket eder (yakınlaştırma, yakınlaştırma ve yeniden yakınlaştırma için kaldıraç ilkesini kullanan bilimsel adı "optik kol"). Işık noktasının hareket mesafesi ölçülerek burulma açısı ölçülebilir, büyük top ile küçük top arasındaki yerçekimi kuvveti hesaplanabilir ve ardından G elde edilebilir.
Daha sonraki nesiller, deneylerinin sonuçlarına göre dünyanın kütlesini ve G değerini hesapladı.G 6.754 × 10-11N / kg²m²'dir.
O zamandan beri, neredeyse tüm G ölçümleri benimsendi Cavendish Burulma Ölçeği Deneyi İlke. 1930'larda ölçülen G değeri 6.67 × 10-11N / kg²m² idi ve daha sonra 1940'larda 6.6'ya yükseltildi. 73 × 10-11N / kg²m². Belirsizlik% 0,1'den% 0,04'e düşürüldü. 199 0'larda% 0,012.
Bu fark için
Bilim adamı kesin bir açıklama yapmadı,
G keşifleri
Hala devam ediyor.
Bu, evrensel çekimin ortaya çıkışını tamamlıyor. Dünya uydularının minimum hızını evrensel çekim yasasına göre hesapladık. Ama küçük bir topu bu kadar yüksek bir hızla nasıl atabiliriz? Newton çağında, tüm bunlar hala bir rüyaydı. Tarih sahnesine birbiri ardına roket dehasının adım attığı ve sonunda rüyalar gerçeğe dönüştüğü sanayi çağının gelişine kadar değildi. Onlarla birbiri ardına görüşeceğiz.
ve ayrıca
Başka bir soru daha var, nesneler arasında neden çekim var?
Bir soru, nesneler arasında neden çekim var?
Soğuk bilgi
G'yi ölçme sürecinde, istemeden coğrafya-kontur çizgilerinin bir yan ürünü doğdu.
Bilimsel keşif ekibi, Xiehelun Dağı'nın hacmini ölçmek için yüzlerce veri seti ölçtü.Her veri seti apsis, ordinat ve rakımı içerir. Bu sayılar çok sayıda ve dağınıktır. Bilimsel keşif ekibinde hesaplamalardan sorumlu matematikçi olan Hutton, koordinatları bir kağıda yazdı ve eşit yükseklikteki noktaları birbirine bağladı ve dağın genel şekli ortaya çıktı! Bu şekilde kontur çizgilerini icat etti.
Huttonun haritası kayboldu. İngiliz sanatçı Karen Rann, Huttonun orijinal verilerinin sıfırlanmış bir versiyonuna dayanarak Sheheron Dağı'nı yeniden üretmek için bir model kullandı.
(Resim kaynağı: Karen Rann)
Kaynak: Ay Seyahat Rehberi
Düzenleme: Olmak
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
