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
Celý čas ho mal pod nosom. 7-ročný chlapec objavil vzácnosť starú 180 miliónov rokov
Ruské drony si už ani neškrtnú. Ukrajina našla geniálny trik, ako ich zneškodniť
50 rokov tomu nikto neveril. Vedci potvrdili najšialenejšiu teóriu o vesmíre
Mysleli si, že vidia UFO. Záhadný objekt pri Slnku vydesil svet, skutočnosť je ešte zaujímavejšia
Vedci nič podobné nevideli: 3500 metrov pod morom našli „ducha“
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
92 % ľudí zbavila rakoviny bez potreby operácie. Vedci hlásia prelomové výsledky novej liečby
Mesežnikov o premiérovi: Fico bol vždy proruský politik, pozitívne hovoril o Putinovi aj Moskve
KVÍZ: 90 % ľudí pohorí na tretej otázke. Ukáž nám, ako dobre ovládaš biológiu
Náhle trhnutie pri zaspávaní: Tvoje telo sa ti snaží niečo povedať. Odborníci objavili prekvapivú príčinu
Blížime sa ku kritickému bodu. Americký minister priznáva, že ich Čína na mori predbieha
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Gladiátor 2 aj zvrátená sci-fi novinka. TOP 10 noviniek na Netflixe a ďalších platformách, ktoré nechceš zmeškať
- Google začal vymazávať účty Gmail. Takto sa vyhneš strate e-mailov, súborov či fotografií
- Výrazne si nimi skracuješ život. Experti varujú pred nebezpečným druhom potravín, Slováci ho milujú
- Český strašiak vodičov už rozdáva pokuty. Odhalí „neviditeľný” problém áut
- ČERNÁK dorazil online, ponúka ho najväčšia služba na Slovensku
-
- Český strašiak vodičov už rozdáva pokuty. Odhalí „neviditeľný” problém áut
- Google začal vymazávať účty Gmail. Takto sa vyhneš strate e-mailov, súborov či fotografií
- Výrazne si nimi skracuješ život. Experti varujú pred nebezpečným druhom potravín, Slováci ho milujú
- USA ukončuje závislosť od Číny. Prevratný vynález im naplní zásoby kľúčovej látky
- Rusko zradil dlhoročný spojenec. Ukrajine posiela obrovské množstvo zbraní
-
- NASA sleduje emisie CO2 z vesmíru. Najväčší znečisťovateľ v Európe je blízko Slovenska
- Výrazne si nimi skracuješ život. Experti varujú pred nebezpečným druhom potravín, Slováci ho milujú
- Nové radary 24/7 s umelou inteligenciou nahnevali vodičov. Odhalia veľký zlozvyk Slovákov za volantom
- Rusko zradil dlhoročný spojenec. Ukrajine posiela obrovské množstvo zbraní
- Český strašiak vodičov už rozdáva pokuty. Odhalí „neviditeľný” problém áut
Volkswagen sa náchádza v krízovom období. Zisk klesol o viac ako 40 %
Vedci merali vzduch v lezeckých halách. Výsledky ich nechali v šoku
Obchodnú vojnu nechcú. Americký gigant sľubuje, že bude v Európe hrať podľa pravidiel
Spojené arabské emiráty odhalili tajný vojenský transfer. Milióny kusov munície a oveľa viac
Mercedes-Benz hlási výrazný pokles zisku. Slabé výsledky na čínskom trhu spôsobujú problémy
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
92 % ľudí zbavila rakoviny bez potreby operácie. Vedci hlásia prelomové výsledky novej liečby
Mesežnikov o premiérovi: Fico bol vždy proruský politik, pozitívne hovoril o Putinovi aj Moskve
KVÍZ: 90 % ľudí pohorí na tretej otázke. Ukáž nám, ako dobre ovládaš biológiu
Náhle trhnutie pri zaspávaní: Tvoje telo sa ti snaží niečo povedať. Odborníci objavili prekvapivú príčinu
Blížime sa ku kritickému bodu. Americký minister priznáva, že ich Čína na mori predbieha
Copyright© 2025 by Startitup, s. r. o. Všetky práva vyhradené