Przybierasz na wadze? Nie przejmuj się, to wcale nie musi oznaczać, że tyjesz. Najnowsze badania wskazują, że być może stała Newtona, opisująca siłę ciążenia, nieco wzrosła. Zaskakujące wyniki jej pomiarów prezentują w najnowszym numerze czasopisma „Physical Review Letters” fizycy z laboratoriów w Paryżu i Birmingham. Ich „problemy z wagą” nie dotyczą oczywiście odchudzania, ale spraw tak poważnych, jak… losy Wszechświata.

Waga skręceń wykorzystana w najnowszych pomiarach G

Jak pisze na swych stronach internetowych czasopismo „New Scientist” pomiary stałej grawitacji zawsze były obarczone znacznym błędem. Dlatego zwykle obowiązującą aktualnie wartość wyznacza się jako średnią. Najnowszy wynik pomiaru daje szczególnie do myślenia, bo nie tylko znacząco odbiega od poprzedniego, z 2010 roku, ale jest niemal identyczny z tym, który ta sama grupa naukowców otrzymała aż 12 lat temu przy pomocy zupełnie innej aparatury.

Stała Newtona G to jedna z fundamentalnych stałych fizyki, opisująca oddziaływanie grawitacyjne dwóch obiektów o znanych masach. Ponieważ siła ciążenia to najsłabsza ze znanych sił, jej pomiar w warunkach laboratoryjnych jest szczególnie trudny. Rutynowo stosuje się w tym celu tak zwaną wagę skręceń, wykorzystaną już w 1798 roku przez Henry’ego Cavendisha. Waga składa się z dwóch jednakowych mas, umieszczonych na końcach poziomego pręta, zawieszonego na cienkiej nici. Zbliżenie dodatkowych mas wywołuje skręcenie nici, które można zmierzyć.

Metoda jest niezwykle czuła na wszelkiego rodzaju zakłócenia, dlatego konstrukcja konkretnej wagi ma dla wyników eksperymentu znaczenie kluczowe. Grupa pod kierunkiem Terry Quinna z Międzynarodowego Biura Miar i Wag (BIPM) w Sevres pod Paryżem oraz Clive’a Speake’a z Uniwersytetu w Birmingham przeprowadziła eksperymenty z pomocą całkowicie na nowo zbudowanej wagi. Co ciekawe, najnowszy wynik różni się od tego z 2001 roku o zaledwie 21 ppm (części milionowych). Równocześnie wyznaczona obecnie wartość jest aż o 241 ppm większa, niż G wyznaczone w 2010 roku w laboratorium Jamesa Fallera na Uniwersytecie Kolorado w Boulder.

 

Nie można oczywiście wykluczyć, że w pomiarach doszło do błędów, z których jeszcze nie zdajemy sobie sprawy. Na korzyść tych ostatnich wyników przemawia jednak niezwykła zgodność z pomiarami sprzed 12 lat. Równocześnie różnica wobec wyniku z 2010 roku jest znacznie większa od wyznaczonej w obu przypadkach niepewności pomiaru. Wśród różnych teorii, które próbują to wyjaśnić pojawia się hipoteza, że stała grawitacji może w istocie oscylować w czasie. Ta prawdziwie rewolucyjna teoria mogłaby wskazywać na istnienie nieznanej dotąd piątej siły (poza grawitacją, elektromagnetyzmem i dwiema siłami oddziaływań jądrowych). Być może dzięki niej udałoby się wyjaśnić zagadkę tak zwanej ciemnej energii, która przyspiesza tempo rozszerzania się Wszechświata.

Okazja do szerokiej dyskusji na ten temat pojawi się w lutym 2014 roku, kiedy w Royal Society w Londynie odbędzie się specjalna konferencja naukowa, poświęcona tej sprawie.

 

Źródło: rmf24.pl