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
Žijeme v čiernej diere z iného vesmíru. Vedci spochybňujú Veľký tresk, ich teória šokuje
Briti vyvinuli batériu, ktorá trhá rekordy. Nabije sa za 18 sekúnd
Obľúbený stavebný materiál je minulosť. Našli až 19 náhrad, ktoré majú prekvapivé výhody
Mobily a počítače sa opravia samé. Našli nový materiál, ktorý môže zmeniť svet
Vedcom z novej simulácie padla sánka. Toto sa dialo vo vesmíre len pár nanosekúnd po Veľkom tresku
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Parlament odmietol sankcie proti Rusku: Vláda má chrániť slovenské záujmy
Záhadné tmavé pruhy na Marse nie sú dôkazom vody. Nové zistenia menia plány budúcich misií
Trump zakázal vstup zahraničným študentom na Harvard: Univerzita to vníma ako odvetu
„Všetci raz zomrieme,“ obhajovala senátorka škrty v zdravotníctve. Ľudom pre večný život odporučila kresťanstvo
Vedci našli lacný spôsob, ako z tela dostať „večné chemikálie“. Stačí pridať túto zložku do jedálnička
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Najlepší akčný film 2025 práve pribudol online aj s dabingom. Dá sa pozrieť úplne zadarmo
- Totálna nehoráznosť. Večný spojenec Ruska si z Ukrajiny spravil cvičisko rakiet a Západ nechápe
- Slováci prestali kupovať drahé mobily. Tento smartfón za pár šupov kupujú viac než nový iPhone
- Takýto votrelec tu ešte nebol. Sci-fi monštrum nastoľuje peklo na Zemi, máme trailer
- Zničí všetko, čo mu stojí v ceste. Rusi vypustili 24 000-tonové jadrové monštrum, ktoré ovládne Arktídu
-
- Slováci prestali kupovať drahé mobily. Tento smartfón za pár šupov kupujú viac než nový iPhone
- Najlepší akčný film 2025 práve pribudol online aj s dabingom. Dá sa pozrieť úplne zadarmo
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Totálna nehoráznosť. Večný spojenec Ruska si z Ukrajiny spravil cvičisko rakiet a Západ nechápe
- Čína dostáva ranu pod pás. Nemci vyvinuli laser, ktorý zníži závislosť EÚ na vzácnej surovine
-
- Obrovský škandál na trhu. Automobilky klamú zákazníkov, predávajú „ojazdené“ autá špinavým trikom
- Na objavenie čakal 140 miliónov rokov. 15 km pod Európou našli vedci stratený svet
- Spojenec Slovenska dostal ultimátnu zbraň. „Dračiemu ohňu“ neunikne ani jedna raketa, zasiahne aj mincu
- USA sa vraj zahráva s ohňom. Ázijská veľmoc nasadila desiatky bojových plavidiel, chce získať územie
- Fosílne palivá skončili. Veľmoc objavila kľúčový prvok pre čistú energiu, majú ho milióny ton
Žiadne karty, len QR kód. Štát a univerzita vyvíjajú vlastnú platobnú appku
Megaprojekt za 1,8 miliardy má rozhýbať Slovensko. Málinec čaká premena
Svet investuje bilióny do čistej budúcnosti. Klasická energetika je na ústupe
Vojenský šok pre Moskvu. Ukrajinské drony trafili miliardový cieľ
Raketový rast zbrojného priemyslu. Izrael boduje na globálnom trhu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Parlament odmietol sankcie proti Rusku: Vláda má chrániť slovenské záujmy
Záhadné tmavé pruhy na Marse nie sú dôkazom vody. Nové zistenia menia plány budúcich misií
Trump zakázal vstup zahraničným študentom na Harvard: Univerzita to vníma ako odvetu
„Všetci raz zomrieme,“ obhajovala senátorka škrty v zdravotníctve. Ľudom pre večný život odporučila kresťanstvo
Vedci našli lacný spôsob, ako z tela dostať „večné chemikálie“. Stačí pridať túto zložku do jedálnička
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené