Masívny úspech vedcov: Najmenšia gravitačná sila v histórii úspešne zmeraná. Zjednotí známe fyzikálne teórie?
Fyzikom sa podarilo zmerať najmenšie gravitačné pole, aké kedy bolo pri experimentoch zaznamenané. Výsledky štúdie publikovanej v prestížnom žurnále Nature môžu pomôcť pri objasňovaní správania sa gravitácie vo veľmi malých mierach, ale i pri zjednotení fyzikálnych teórií. O téme informoval portál Space.
Gravitácia a štandardný model – kde je problém?
Podľa dlhodobo akceptovanej teórie hrá gravitácia najdôležitejšiu úlohu v dynamike vesmíru, stavbe slnečnej sústavy, hviezdokôp a galaxií. Podobne je to aj s gravitáciou pri pozemských mierkach, pri formovaní pohorí či prílive a odlive. Čím viac však tieto mieri budeme zmenšovať, tým dôležitosť gravitácie klesá až nakoniec bude z pohľadu kvantovej mechaniky úplne zanedbateľná.
Navyše gravitácia ako jediná zo všetkých štyroch základných interakcií (pozn. redakcie: elektromagnetizmus, gravitácia, slabá a silná interakcia) nie je zaradená do štandardného modelu časticovej fyziky, ktorý popisuje všetky známe elementárne častice a ich pôsobenie, ale tiež tri zo štyroch základných interakcií.
Keďže štandardný model predstavujú relativistickú kvantovú teóriu vyhovujúcu zároveň princípom špeciálnej teórie relativity a kvantovej mechaniky, gravitačné interakcie, ale i všeobecnú teóriu relativity by sme v ňom hľadali len márne.
Aj z týchto dôvodov fyzici stále nedokážu určiť, ako gravitácia funguje v subatomárnych mierach, vďaka čomu môžu vznikať aj rôzne kuriózne teórie o gravitačných portáloch, v ktorých sa vytvára temná hmota.
Každý sa niekde inšpiruje
Nový experiment realizovaný rakúskymi vedcami, ktorí merali gravitačné pôsobenie medzi dvoma miniatúrnymi zlatými guličkami, by však mohol znamenať prielom v získavaní informácií, ako gravitácia v týchto malých mierach funguje.
Ako píše web TechExplorist, vedci pri svojom experimente vychádzali zo známeho experimentu Henryho Cavendisha, ktorý pomohol určiť gravitačnú konštantu a tiaž Zeme. Cavendish meral gravitačnú silu pomocou aparatúry, ktorá bola v podstate torzným kyvadlom zloženým z 1,8 m dlhej drevenej tyče na konci ktorej boli na drôte zavesené dve olovené guličky s priemerom 51 mm a váhou 730 g. Okrem toho sa na aparatúre nachádzali ďalšie dve veľké olovené gule, s priemerom 30 cm a váhou 158 kg. Tie však boli zavesené na samostatnom otočnom ramene.
Keďže v novom experimente vedci skúmali pôsobenie gravitácie v malých mierach, pre svoju štúdiu využili miniaturizovanú verziu Cavendishovho torzného kyvadla. Použité torzné kyvadlo bolo namiesto dreva zložené iba z 0,5 mm širokej a 4 cm dlhej sklenenej tyčky, slúžiacej ako rameno.
Na konci skleneného ramena boli na veľmi tenkom sklenenom vlákne s priemerom len niekoľko tisícin milimetra pripevnené dve iba 2 mm široké a 90 miligramov vážiace zlaté guličky. Okrem toho sa na aparatúre nachádzala ďalšia zlatá gulička rovnakých rozmerov.
Tá bola umiestnená iba niekoľko milimetrov od jednej z guličiek na ramene a bola označená ako „zdrojová“, zatiaľ čo zvyšné dve ako „testovacie“. Pravidelnou zmenou pohybu tejto „zdrojovej“ guličky vedci dokázali vytvoriť ultra-slabé gravitačné pole, ktoré pôsobilo na „testovacie“ závažia, upozorňuje Nature na svojom webe.
Vzniknuté gravitačné pole potom, spôsobovalo, že torzné kyvadlo prechádzalo malými osciláciami, vďaka tomu došlo na „testovacích“ guličkách k miniatúrnemu pohybu, ktorý bol meraný laserom.
Čo sa teda zistilo?
Výpočtami následne vedci zistili, že sila pôsobiaca medzi dvomi sférickými hmotami s váhou 90 miligramov a rozstupom 2,5 mm je iba 9*10–14 N. To predstavuje zhruba rovnakú silu, aká pôsobí na hmotnosť 9 pikogramov (to je asi jedna tretina hmotnosti červenej krvinky) v gravitačnom poli Zeme.
Okrem toho sa vedci pri svojom experimente pokúsili stanoviť gravitačnú konštantu, ktorá sa v ich meraniach líšila od medzinárodne dohodnutej gravitačnej konštanty iba o 9 %, čo sa vzhľadom na to, že experiment nebol určený na meranie gravitačnej konštanty, považuje iba za malú odchýlku a veľký úspech.
Najväčšou prekážkou pri meraniach bol podľa autorov okolitý hluk, spôsobený hustou premávkou, ale i chôdzou všetkých okoloidúcich. Najlepšie výsledky sa preto podarilo zaznamenať v noci a v období Vianoc, kedy bola premávka najnižšia.
Napriek tomu, že ide vôbec o prvý experiment, ktorý dokazuje že Newtonov gravitačný zákon platí aj pri takýchto malých škálach, odborníci s experimentovaním neplánujú prestať. Najbližšie sa pokúsia zvýšiť citlivosť meraní a odstrániť všetok šum, čo nakoniec možno povedie k meraniam gravitačného poľa pri hmotnostiach rádovo iba 10-8 Kg.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Zničí hocičo za akýchkoľvek podmienok. USA uzavrelo miliardovú zmluvu na najničivejší systém súčasnosti
Ľadovce sa topia rýchlejšie ako kedykoľvek predtým. Vedci varujú, že môžeme prísť o všetko oveľa skôr
Keď to zistili, neverili vlastným očiam. Rodina žila 5 rokov s desivým prekvapením a vedci ostali v šoku
Keď priletíme na Mars, domy tam už budú. Vedci vyriešili najväčší problém kolonizácie
Pod Afrikou sa deje niečo zvláštne. Záhadný „tlkot Zeme“ ju môže roztrhnúť na polovicu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Extrémne horúčavy si vybrali daň: Na juhu Slovenska zúri rozsiahly požiar (VIDEO)
Tisíce Slovákov zrejme prišli o peniaze. NBS varovala pred investičnou platformou, no mnohí si nedali povedať
Viac ako 95 % ľudí s rakovinou pankreasu zomiera. Vedci objavili nový netradičný spôsob, ako zdolať „tichého zabijaka“
Žena zmizla pod hladinou vody: Pátrajú po nej všetky záchranné zložky
Muž zastrelil dvoch ľudí pri slovenských hraniciach. Útočník je na úteku, varuje polícia
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Ak zaútočia, pocítia fatálny úder. USA poslali do Európy tisíce vojakov a najsmrtiacejšiu flotilu sveta
- Spoliehali sa na Rusov, teraz im hrozí nedostatok plynu. Európsky štát čelí „najprísnejším sankciám v histórii“
- Majú voňať, namiesto toho nám ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
- Slovákom leží v zuboch dodnes. Toto je príbeh filmu, kvôli ktorému Habera zažaloval Tarantinovho žiaka
- Aké najväčšie seriály ešte prídu tento rok? Netflix vytiahne silné zbrane, tu je všetko dôležité
-
- Ak zaútočia, pocítia fatálny úder. USA poslali do Európy tisíce vojakov a najsmrtiacejšiu flotilu sveta
- Majú voňať, namiesto toho nám ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
- Horúčavy už nebudú problém. Objavili prelomový spôsob, ako za pár centov vychladíš celú domácnosť
- Spoliehali sa na Rusov, teraz im hrozí nedostatok plynu. Európsky štát čelí „najprísnejším sankciám v histórii“
- USA do dronu posadili AI a prišiel veľký šok. V kľúčovom teste zostrelila lietadlo
-
- Slovákov čaká veľké prekvapenie pri nákupe nového mobilu. Začalo platiť prísne nariadenie Európskej únie
- Ak zaútočia, pocítia fatálny úder. USA poslali do Európy tisíce vojakov a najsmrtiacejšiu flotilu sveta
- Milovaný pohon Slovákov končí. EÚ chystá devastačné zmeny, ktoré ho pochovajú
- Vedci zachytili silný rádiový signál z vesmíru. Odpoveď šokovala každého
- Majú voňať, namiesto toho nám ničia pľúca. Vedci varujú pred tichým zabijakom ovzdušia v dome
Historický moment v známej púšti. Vedci hlásia výnimočný meteo jav, prekvapil aj miestnych
MOL rozbieha nový ropný koridor. Prvá dodávka dorazila, zásobí aj Slovensko
Equinor to rozbieha vo veľkom. Obrovská investícia má zaručiť plyn a ropu pre celú Európu
Na ISS prileteli noví astronauti. Misia Ax-4 prepísala históriu troch krajín
Európa musí postaviť armádu dronov. Rusko ich vraj má milióny
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Extrémne horúčavy si vybrali daň: Na juhu Slovenska zúri rozsiahly požiar (VIDEO)
Tisíce Slovákov zrejme prišli o peniaze. NBS varovala pred investičnou platformou, no mnohí si nedali povedať
Viac ako 95 % ľudí s rakovinou pankreasu zomiera. Vedci objavili nový netradičný spôsob, ako zdolať „tichého zabijaka“
Žena zmizla pod hladinou vody: Pátrajú po nej všetky záchranné zložky
Muž zastrelil dvoch ľudí pri slovenských hraniciach. Útočník je na úteku, varuje polícia
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené