Полная копия форума на 22.05.18 - не трогать!

Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Уже сегодня ученые мира удивляют нас новыми открытиями и техникой, которую мы не ждали ближайшие десятилетия. Насколько будущее приблизилось к нам?

Модератор:модераторы


Автор темы
UncleAndy
Сообщения:1763
Зарегистрирован:11.02.2008, 06:47
Желаемая форма обращения:Всё равно
Благодарил (а): 261 раз
Поблагодарили: 127 раз
Возраст:54
Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение UncleAndy » 25.08.2010, 23:10

От меня: Очень интересно. Не знал что в таком простом вопросе есть проблемы.

http://igorivanov.blogspot.com/2010/08/ ... stant.html

Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Гравитационная постоянная, та самая G, которая входит в закон всемирного тяготения, до сих пор измерена на удивление плохо. Если другие фундаментальные физические константы известны с точностью 10−7-10−8, то у G неопределенность составляет аж 10−4, т.е. одну десятитысячную (а в 1998 году вообще одно время точность решили «ухудшить» до одной тысячной!). Я про эту историю писал как-то в новости Гравитационная постоянная измерена новыми методами.

Так вот, сейчас прочитал в Nature News заметку про то, как ситуация изменилась за прошедшие три года. Оказывается, она не только не улучшилась, но даже еще более усугубилась. Несмотря на то, что точность отдельных экспериментов улучшается, общая ситуация запутывается еще больше. Очень неловкая ситуация в метрологии.

Вообще, есть несколько групп, которые пытаются измерить G разными способами. Атомно-интерферометрические методы, конечно, очень перспективны, но что-то прогресс в них пока медленный. В результате гравитационную постоянную измеряют пока старым механическими способом, по притяжению двух макроскопических грузиков, только методы для измерения отклонения используют разные. Таких измерений за последние годы было сделано несколько. В каждом из них точность неплохая, порядка 10−5. Беда только в том, что эти такие аккуратные измерения страшно расходятся друг с другом.

Изображение

Вот картинка с некоторыми результатами измерения G, которую я стащил с тематической странички Стефана Шламмингера. Зеленая точка с усами — это «официально рекомендованное» значение G. Обратите внимание на три самые верхние красные точки. Это результаты самых последних измерений: Parks, Faller (2010), Luo et al. (2009) (у них есть и более свежее измерение, которое отличается несильно) и измерение калифорнийской группы, которое опубликовано, похоже, только в диссертации одного из ее членов. Видно, что эти три точки отстоят друг от друга на десяток стандартных отклонений. При этом, каждая группа пишет, что она несколько лет(!) перепроверяла всё на свете, что только могла предположить. Ясно, что у каких-то двух (либо у всех трех) экспериментов есть неучтенные источники погрешностей или просто ошибки экспермента, но у каких именно, непонятно.

Интересно, как CODATA собирается усреднять эти данные для своего следующего «сборника констант» в 2011 году. Не исключено, что они будут вынуждены будут взять средее и еще больше увеличить погрешность по сравнению с текущим значением.

Аватара пользователя

Obi-Wan Kenobi
Сообщения:1881
Зарегистрирован:18.10.2008, 20:25
Желаемая форма обращения:Всё равно
Откуда:оттуда
Благодарил (а): 42 раза
Поблагодарили: 78 раз
Контактная информация:
Пользователь заблокирован

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Obi-Wan Kenobi » 25.08.2010, 23:28

А может, гравитационная постояная совсем не постоянная? :wink: На графике выше синусоида прослеживается...
Финита.

Аватара пользователя

Алех Спутник
Сообщения:821
Зарегистрирован:07.06.2007, 17:57
Реальное имя:Алех
Желаемая форма обращения:Как хотите к себе
Поблагодарили: 12 раз
Возраст:108

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Алех Спутник » 26.08.2010, 12:13

ГП из года в год уменьшается на констату - тут я плакал :))
Пять часов... А если
разобраться, что такое для сталкера пять часов? "Пикник на обочине"

Аватара пользователя

Мотылек
Сообщения:2298
Зарегистрирован:03.05.2010, 15:14
Реальное имя:Саша
Желаемая форма обращения:На "ты"
Благодарил (а): 189 раз
Поблагодарили: 214 раз
Возраст:40

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Мотылек » 26.08.2010, 12:44

Раз до сих пор не могут установить такую высокую точность этой величины, то вероятно такая точность и не требуется :)
А может можно ее установить не экспериментально? Скажем взять какие ни будь уравнения где G связана с другими константами которые известны более точно, и чисто математически высчитать искомую величину.
Опасность нужно встречать лицом к лицу, а то догонит сзади.
П. Гераскин


Лекс Айрин
Сообщения:5119
Зарегистрирован:29.01.2010, 16:22
Реальное имя:Алексей
Skype:arinelex
Желаемая форма обращения:На "ты"
Откуда:Царицын
Благодарил (а): 281 раз
Поблагодарили: 273 раза
Возраст:48
Контактная информация:

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Лекс Айрин » 26.08.2010, 12:47

Мотылек писал(а):Раз до сих пор не могут установить такую высокую точность этой величины, то вероятно такая точность и не требуется :)
Если бы не была нужна, было бы проще.
Времена меняются, постоянно лишь ожидание лучших времён.


r_sur
Сообщения:825
Зарегистрирован:07.08.2009, 03:53
Желаемая форма обращения:Всё равно
Поблагодарили: 14 раз

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение r_sur » 26.08.2010, 15:13

Почему-то не смог найти в Интернете формулу связывающую математическое число PI и гравитационную константу. Вычисляется через спутники планеты.

Аватара пользователя

tktyf
Сообщения:4138
Зарегистрирован:23.05.2008, 23:44
Реальное имя:Юрий
Желаемая форма обращения:Как хотите к себе
Откуда:Бугульма
Благодарил (а): 1541 раз
Поблагодарили: 717 раз
Возраст:52

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение tktyf » 26.08.2010, 18:28

Obi-Wan Kenobi писал(а):А может, гравитационная постояная совсем не постоянная?
Вот и я думаю, как может быть постоянным что то в нашей расширяющейся вселенной? :D
Не требуй к себе уважения.
Заслужи, среди своих! Или завоюй у врага.

Аватара пользователя

Zatvornik
Сообщения:932
Зарегистрирован:15.02.2008, 11:50
Реальное имя:Владимир
Желаемая форма обращения:Как хотите к себе
Откуда:Москва-Зеленоград
Благодарил (а): 4 раза
Поблагодарили: 117 раз
Возраст:54
Контактная информация:

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Zatvornik » 26.08.2010, 18:29

r_sur писал(а):Почему-то не смог найти в Интернете формулу связывающую математическое число PI и гравитационную константу. Вычисляется через спутники планеты.
Интересно, зачем тогда физики занимаются ее измерением?... Из спортивного интереса?


Лекс Айрин
Сообщения:5119
Зарегистрирован:29.01.2010, 16:22
Реальное имя:Алексей
Skype:arinelex
Желаемая форма обращения:На "ты"
Откуда:Царицын
Благодарил (а): 281 раз
Поблагодарили: 273 раза
Возраст:48
Контактная информация:

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Лекс Айрин » 26.08.2010, 18:30

tktyf писал(а):как может быть постоянным что то в нашей расширяющейся вселенной? :D
А число пи? :D
Времена меняются, постоянно лишь ожидание лучших времён.

Аватара пользователя

Н. Светлов
Сообщения:10030
Зарегистрирован:21.06.2005, 12:23
Желаемая форма обращения:Всё равно
Откуда:Москва
Благодарил (а): 326 раз
Поблагодарили: 1155 раз
Возраст:58
Контактная информация:

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Н. Светлов » 26.08.2010, 20:17

Неприкаянный писал(а):А число пи?
А чему оно равно в геометрии Лобачевского? ;)
Воображаемые сущности не могут использоваться ни в одном истинном высказывании. Бертран Рассел
Все беды от романтики. Кир Булычёв


Лекс Айрин
Сообщения:5119
Зарегистрирован:29.01.2010, 16:22
Реальное имя:Алексей
Skype:arinelex
Желаемая форма обращения:На "ты"
Откуда:Царицын
Благодарил (а): 281 раз
Поблагодарили: 273 раза
Возраст:48
Контактная информация:

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Лекс Айрин » 27.08.2010, 09:42

Н. Светлов писал(а):А чему оно равно в геометрии Лобачевского? ;)
Уел. :)
Времена меняются, постоянно лишь ожидание лучших времён.

Аватара пользователя

Нгаан
Сообщения:13542
Зарегистрирован:16.02.2008, 20:25
Желаемая форма обращения:Всё равно
Откуда:Y-краина
Благодарил (а): 1177 раз
Поблагодарили: 2165 раз
Возраст:18

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Нгаан » 27.08.2010, 10:58

Obi-Wan Kenobi писал(а):А может, гравитационная постояная совсем не постоянная?
Насколько известно нам, жителям демучего леса, эта постоянная сильно зависит от того места на Земле, где вы её измеряете - просто потому, что плотность коры и ядра планеты не равномерна. Измерители наверняка об этом знают, а вот автор статьи мог и забыть.
*DONT_KNOW*
В общем, Юру нужно звать.
"Если бы кошек не было на свете, их стоило бы выдумать."
(Юрий Куклачёв)

Аватара пользователя

Zatvornik
Сообщения:932
Зарегистрирован:15.02.2008, 11:50
Реальное имя:Владимир
Желаемая форма обращения:Как хотите к себе
Откуда:Москва-Зеленоград
Благодарил (а): 4 раза
Поблагодарили: 117 раз
Возраст:54
Контактная информация:

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Zatvornik » 27.08.2010, 21:55

Нгаан писал(а):
Obi-Wan Kenobi писал(а):А может, гравитационная постояная совсем не постоянная?
Насколько известно нам, жителям демучего леса, эта постоянная сильно зависит от того места на Земле, где вы её измеряете - просто потому, что плотность коры и ядра планеты не равномерна. Измерители наверняка об этом знают, а вот автор статьи мог и забыть.
*DONT_KNOW*
В общем, Юру нужно звать.
Причем тут плотность коры и ядра? Гравитационную постоянную находят, измеряя силу притяжения между двумя эталонными массами... Сила гравитационного притяжения двух эталонных килограммов, расположенных на расстоянии одного метра, численно равна гравитационной постоянной, и всё. Вся сложнсть именно в измерении таких мизерных сил.

Аватара пользователя

Нгаан
Сообщения:13542
Зарегистрирован:16.02.2008, 20:25
Желаемая форма обращения:Всё равно
Откуда:Y-краина
Благодарил (а): 1177 раз
Поблагодарили: 2165 раз
Возраст:18

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Нгаан » 27.08.2010, 22:32

Zatvornik писал(а):Гравитационную постоянную находят, измеряя силу притяжения между двумя эталонными массами..
Ой! *WALL* А как же они всё это "экранируют" от гравитационного поля Земли? Или они это делают не на Земле, а в глубоком-глубоком космосе?
"Если бы кошек не было на свете, их стоило бы выдумать."
(Юрий Куклачёв)

Аватара пользователя

Pinhead
Сообщения:12705
Зарегистрирован:13.11.2007, 21:52
Благодарил (а): 15 раз
Поблагодарили: 1782 раза

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Pinhead » 27.08.2010, 22:46

Нгаан, право слово, Вы бы хоть книжку какую почитали. :)
"Единственная разница между нами -
Я понял, что дело во мне."


Автор темы
UncleAndy
Сообщения:1763
Зарегистрирован:11.02.2008, 06:47
Желаемая форма обращения:Всё равно
Благодарил (а): 261 раз
Поблагодарили: 127 раз
Возраст:54

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение UncleAndy » 27.08.2010, 22:55

Не, а ведь правда - я что-то не подумал об этом. Ведь гравитационное поле земли не плоское, а радиальное. Соответственно даже на две невесомых частицы (те-же фотоны) будет действовать дополнительная сила направленная от одной к другой. Что-то типа приливных сил. А вот они уже отлично будут зависеть от положение на Земле. И, в принципе, учитывая что для измерения используются небольшие массы, вполне возможно что данная поправка будет в границах точности измерения.

Аватара пользователя

Zatvornik
Сообщения:932
Зарегистрирован:15.02.2008, 11:50
Реальное имя:Владимир
Желаемая форма обращения:Как хотите к себе
Откуда:Москва-Зеленоград
Благодарил (а): 4 раза
Поблагодарили: 117 раз
Возраст:54
Контактная информация:

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Zatvornik » 27.08.2010, 23:59

UncleAndy писал(а):Не, а ведь правда - я что-то не подумал об этом. Ведь гравитационное поле земли не плоское, а радиальное. Соответственно даже на две невесомых частицы (те-же фотоны) будет действовать дополнительная сила направленная от одной к другой. Что-то типа приливных сил. А вот они уже отлично будут зависеть от положение на Земле. И, в принципе, учитывая что для измерения используются небольшие массы, вполне возможно что данная поправка будет в границах точности измерения.
Не знаю, какова методика новейших измерений грав.постоянной, но лет 35 назад это былы крутильные весы. Взаимодействие масс приводит к повороту системы вокруг верикальной оси (нити подвеса) на мизерный угол, который измеряют оптическими посредствами. А затем, убрав "притягивающую" массу, добиваются поворота весов на тот же угол с помощью регулируемой силы, величина которой известна (электромагнитной природы - сила Ампера). Сложность этих экспериментов втом, что на систему могут совершать воздействие силы негравитационной природы - акустические, сейсмические например. Из-за этого, показания "угломера" всегда "дрожат" в большей или меньшей степени, несмотря на вакуумирование, термостатирование, изоляцию от внешних механических воздействий


r_sur
Сообщения:825
Зарегистрирован:07.08.2009, 03:53
Желаемая форма обращения:Всё равно
Поблагодарили: 14 раз

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение r_sur » 28.08.2010, 01:41

r_sur писал(а):Почему-то не смог найти в Интернете формулу связывающую математическое число PI и гравитационную константу. Вычисляется через спутники планеты.
Вы знаете, я позволю вашему уважаемому вниманию откомментировать эту мою цитату в следующую схему. :) К сожалению, математик из меня -- никакой.
В космосе крутятся два абсолютно одинаковых спутника связанные идеальной веревкой, у них твердо устаканились скорость и орбитальный диаметр. Насколько я понимаю, центробежная сила не включает в себя никакие дополнительные константы. (хотя, это большой вопрос)
1. Заменим веревку притяжением Земли.
2. В расчетах второй спутник сменим псевдоспутником, или ИМ самим же. Помним, что скорость и расстояния должны бы быть устаканившимися. Но, вместо веревки теперь - гравитация с ее константой.
В итоге, на мой взгляд, гравитационную константу будет характеризовать дельта измениения радиуса вращения спутника. То есть, гравитационная постянная будет измерена в каких-то хитрых процентах к метрам радиуса.
Может, я ошибся.

Аватара пользователя

Нгаан
Сообщения:13542
Зарегистрирован:16.02.2008, 20:25
Желаемая форма обращения:Всё равно
Откуда:Y-краина
Благодарил (а): 1177 раз
Поблагодарили: 2165 раз
Возраст:18

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение Нгаан » 28.08.2010, 09:58

Pinhead писал(а):Нгаан, право слово, Вы бы хоть книжку какую почитали.
Достопочтенный Пинхед, я, конечно, понимаю, что вы придерживаетесь мнения, что думать вредно, но я же с вами по этому вопросу всегда был не согласен - думать нужно учиться самому.
*DONT_KNOW*
UncleAndy писал(а):Ведь гравитационное поле земли не плоское, а радиальное.
Так хуже того, оно ещё и переменное во времени, как мне кажется.
*SORRY*
"Если бы кошек не было на свете, их стоило бы выдумать."
(Юрий Куклачёв)


Автор темы
UncleAndy
Сообщения:1763
Зарегистрирован:11.02.2008, 06:47
Желаемая форма обращения:Всё равно
Благодарил (а): 261 раз
Поблагодарили: 127 раз
Возраст:54

Re: Неловкая ситуация с гравитационной постоянной

Сообщение UncleAndy » 28.08.2010, 11:46

r_sur писал(а):
r_sur писал(а):В итоге, на мой взгляд, гравитационную константу будет характеризовать дельта измениения радиуса вращения спутника. То есть, гравитационная постянная будет измерена в каких-то хитрых процентах к метрам радиуса.
Может, я ошибся.
Проблема в том, что для того что-бы подобрать нужные массы спутников для конкретных параметров нужно уже знать величину гравитационной постоянной. :(

Новая тема Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 4 гостя