Впервые была измерена сила тяжести небольшого объекта.
Из четырех фундаментальных сил гравитация-это та, с которой мы больше всего знакомы в нашей повседневной жизни. Но, как ни удивительно, здесь, на Земле, он самый слабый и самый трудный для измерения. Теперь физики в Австрии сделали самое маленькое измерение силы тяжести, эквивалентное гравитационному притяжению божьей коровки. Масса неразрывно связана с гравитацией, поэтому каждый отдельный объект с массой, независимо от того, насколько он мал, имеет пропорциональное гравитационное притяжение. Это явно связано с астрономическими объектами, такими как луны и планеты, но это также верно и для более мелких объектов здесь, на Земле. Например, если вы держите монету в руке, то не только ваше гравитационное притяжение тянет монету, но и притяжение монеты также тянет вас назад. Просто он намного слабее.
Конечно, если бы вы провели этот эксперимент на Земле, все было бы под вопросом, потому что очевидно, что гравитационное притяжение планеты намного превосходит как ваше, так и гравитационное притяжение. Так что да, вы отступаете на планете, но это одно перетягивание каната, которое вы никогда не выиграете.
И вот в чем проблема. Огромное гравитационное притяжение Земли смывает влияние между любыми двумя другими объектами на ее поверхности, что делает практически невозможным для ученых изучение этой силы в малом масштабе. Вы не можете просто заблокировать его, как вы можете с другими силами, такими как электромагнетизм. Но в конце XVIII века ученый Генри Кавендиш провел изящный эксперимент по противодействию притяжению Земли и измерению силы тяжести между двумя объектами в лаборатории. Он использует так называемый торсионный маятник - стержень, подвешенный на тонкой проволоке с грузами на каждом конце.
Идея состоит в том, что установка больше не имеет“ отдачи " вниз, в направлении гравитационного притяжения Земли. Но он может свободно вращаться по горизонтали, поэтому, поместив другой больший вес рядом с грузами на концах стержня, два груза притянутся друг к другу и слегка повернут стержень. Измеряя расстояние, на которое перемещается стержень, и скручивание опорной проволоки, вы можете измерить силу тяжести между двумя грузами.
Для нового исследования исследователи из Венского университета и Австрийской академии наук сократили эксперимент. Там, где Кавендиш использовал деревянные балки и свинцовые шарики весом 160 кг каждый, в новом эксперименте использовался стеклянный стержень длиной 4 см и золотые сферы шириной 2 мм и весом всего 90 миллиграммов, что примерно соответствует весу божьей коровки.
"Мы перемещаем золотую сферу вперед и назад, создавая гравитационное поле, которое меняется со временем", - говорит Иеремия Пфафф, автор исследования. “Это заставляет крутильный маятник колебаться с определенной частотой возбуждения."
Затем движение было измерено лазером, и оказалось, что оно составляет всего несколько миллионных долей миллиметра, что означает наименьшую гравитационную силу, когда-либо измеренную в лаборатории.
“Согласно Эйнштейну, гравитационная сила является следствием того, что массы искривляют пространство-время, в котором движутся другие массы“, - говорит Тобиас Вестфаль, первый автор исследования. “Итак, то, что мы на самом деле измеряем,-это то, как божья коровка искажает пространство-время“.}
Затем команда планирует продвинуть эксперимент еще дальше, пытаясь измерить гравитацию масс в тысячи раз меньших. В этот момент, говорят, он начинает сталкиваться с квантовой физикой.
Напомним, ранее сообщалось, что физики достигли нового предела скорости движения квантовой информации.