Fizycy ukryli wynik na wiele lat. Grawitacja znów wymknęła się nauce

Koperta miała ukryć prawdę

Przez 10 lat Stephan Schlamminger nie znał najważniejszej liczby własnego, wieloletniego eksperymentu. Poprosił współpracownika, by zaszyfrował część danych i ukrył klucz w kopercie. Chciał sprawdzić jedną z podstawowych wartości fizyki, ale bał się, że nawet podświadomie dopasuje wynik do własnych oczekiwań.

Chodziło o stałą grawitacyjną, jedną z najważniejszych liczb opisujących wszechświat. To ona pozwala obliczyć przyciąganie między dwiema masami. Bez niej nie da się w pełni opisać na przykład ruchu planet.

Stała grawitacyjna G nie chce się zgadzać

Naukowcy próbują mierzyć ją od ponad dwustu lat, a kolejne precyzyjne eksperymenty nadal dają wyniki różniące się bardziej, niż powinny. Nowe badania nad grawitacją przeprowadzone w National Institute of Standards and Technology miały pomóc rozwiązać ten spór. Po otwarciu koperty okazało się jednak, że zagadka grawitacji nie zniknęła.

Badania nad grawitacją trwają od 225 lat 

Grawitacja jest jedną z najważniejszych sił rządzących wszechświatem. To dzięki niej nie odlatujemy z Ziemi, a planety krążą wokół Słońca. Mimo że znamy jej skutki od bardzo dawna, eksperci wciąż nie potrafią dokładnie określić jednej z kluczowych wartości fizycznych, czyli stałej grawitacyjnej G.

Badacze od 225 lat próbują precyzyjnie ustalić, ile wynosi siła grawitacyjna. Mimo wielu eksperymentów wynik wciąż nie jest jednoznaczny. Naukowcy z NIST zrobili kolejny krok w stronę rozwiązania zagadki. Przez 10 lat prowadzili eksperyment, który miał wreszcie dać bardziej jednoznaczną odpowiedź.

Dlaczego pomiar grawitacji jest tak trudny?

Sam pomiar jest bardzo trudny, bo grawitacja to najsłabsze z czterech fundamentalnych oddziaływań natury. Specjaliści muszą mierzyć bardzo słabe przyciąganie między stosunkowo niewielkimi masami.

Eksperyment obejmował trzy różne podejścia, w tym metodę kontrolną. Wykorzystano masy miedziane i szafirowe oraz różne układy mas, które umieszczono na specjalnej wadze skręceń. Następnie bardzo precyzyjnie mierzono zachodzące między nimi przyciąganie grawitacyjne.

Francuski pomiar miał rozstrzygnąć spór

Przez cały ten czas specjaliści próbowali odtworzyć inne badanie z 2007 roku, którego autorami byli naukowcy związani z Międzynarodowym Biurem Miar i Wag we Francji. Gdyby wyniki francuskiej instytucji pokryły się z rezultatami z USA, mogłoby to wyjaśnić długoletnie rozbieżności w badaniach nad grawitacją i stanowić przełom w odkryciach w fizyce. 

Otworzyli kopertę. Problem wrócił

Kulminacyjna chwila przypadła na 11 lipca 2024 roku. To właśnie wtedy uznano, że eksperyment się zakończył, a jego szef poznał ukrytą w kopercie wartość fizyczną. Na początku Stephan Schlamminger poczuł ulgę, bo wszystko wskazywało, że badania przebiegły prawidłowo. Szybko okazało się jednak, że ich wyniki nie są zgodne z doniesieniami z Francji sprzed lat.

Mała różnica, wielka niezgodność

Wyniki eksperymentu amerykańskich naukowców opublikowano w czasopiśmie naukowym Metrologia. Jak można przeczytać w artykule, eksperci oszacowali wartość stałej siły grawitacyjnej G=6.67387×10−11 m3kg−1s−2. Pomiar ten jest niższy od wyniku francuskich naukowców sprzed lat o 0,0235 procent. Dla laika to różnica niemal nic nieznacząca. Dla ekspertów to ogromna przepaść. 

Badania nad grawitacją: nie ma finału

W nauce to właśnie drobne różnice mogą prowadzić do wielkich odkryć albo ujawniać luki w naszym rozumieniu praw natury. Eksperyment National Institute of Standards and Technology nie dowiódł, jaka jest ostateczna wartość stałej grawitacyjnej G. Mimo to ma znaczenie, ponieważ każdy precyzyjny pomiar zbliża naukowców do lepszego zrozumienia wszechświata.

Dla mnie wykonanie dokładnego pomiaru jest sposobem na wprowadzanie porządku do wszechświata, niezależnie od tego, czy liczba zgadza się z oczekiwaną wartością.

– powiedział prof. Schlamminger, przewodniczący badania, cytowany przez National Institute of Standards and Technology.

Mimo to naukowiec nie zdecydował się na kontynuowanie badań nad grawitacją. Stwierdził, że tę dziedzinę nauki pozostawi młodszym specjalistom.

Warto przeczytać: Czy wspomnienia są prawdziwe? Ta hipoteza niepokoi fizyków

Zapraszamy do: ksiegarnia.holistic.news

Życzymy udanych zakupów!
Redakcja