भौतिकशास्त्रज्ञांनी न्यूटोनियन गुरुत्वीय स्थिरांक G चे पहिले सर्वात अचूक आणि अचूक मापन पूर्ण केले आहे.
The गुरुत्वाकर्षण सर आयझॅक न्यूटनच्या सार्वभौमिक नियमामध्ये G अक्षराने दर्शविलेले स्थिरांक दिसते गुरुत्वाकर्षण जे सांगते की कोणत्याही दोन वस्तू a गुरुत्वाकर्षण एकमेकांवर आकर्षणाची शक्ती. न्यूटोनियनचे मूल्य गुरुत्वीय स्थिरांक G (ज्याला युनिव्हर्सल ग्रॅव्हिटेशनल कॉन्स्टंट देखील म्हणतात) दोन वस्तूंमधील आकर्षक गुरुत्वाकर्षण शक्ती मोजण्यासाठी वापरला जातो. हे भौतिकशास्त्रातील उत्कृष्ट तरीही सततच्या आव्हानाचे उत्तम उदाहरण आहे कारण जवळजवळ तीन शतके होऊनही, निसर्गातील सर्वात मूलभूत स्थिरांकांपैकी एक - G चे मूल्य सातत्यपूर्ण अचूकतेने कसे मोजले जाऊ शकते हे अद्याप पूर्णपणे स्पष्ट नाही. G चे मूल्य त्यांच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या सापेक्ष दोन वस्तूंचे अंतर आणि वस्तुमान मोजून निर्धारित केले जाते. गुरुत्वाकर्षणाची शक्ती केवळ मोठ्या वस्तुमान असलेल्या वस्तूंसाठीच महत्त्वपूर्ण असते या वस्तुस्थितीमुळे हे अत्यंत लहान संख्यात्मक मूल्य आहे. सर्वात आव्हानात्मक बाब म्हणजे इलेक्ट्रोमॅग्नेटिझम, कमकुवत आणि मजबूत आकर्षणे यासारख्या इतर मूलभूत शक्तींच्या तुलनेत गुरुत्वाकर्षण खूपच कमकुवत आहे आणि त्यामुळे G मोजणे अत्यंत कठीण आहे. पुढे, गुरुत्वाकर्षणाचा इतर मूलभूत शक्तींशी कोणताही ज्ञात संबंध नाही, म्हणून इतर स्थिरांक (ज्याची गणना अधिक अचूकपणे केली जाऊ शकते) वापरून अप्रत्यक्षपणे त्याचे मूल्य मोजणे शक्य नाही. गुरुत्वाकर्षण हा निसर्गातील एकमेव संवाद आहे ज्याचे वर्णन क्वांटम सिद्धांताद्वारे करता येत नाही.
G चे अचूक मूल्य
मध्ये प्रकाशित नुकत्याच झालेल्या एका अभ्यासात निसर्ग, चीनमधील शास्त्रज्ञांनी G च्या मूल्यासाठी सर्वात जवळचे परिणाम तयार केले आहेत. या अभ्यासापूर्वी अनेक वर्षांपासून, G चे पूर्व-अस्तित्वात असलेले मूल्य 6.673889 × 10-11 m3 kg-1 s-2 (एकके: मीटर घन प्रति किलोग्राम प्रति दुसरा वर्ग). सध्याच्या अभ्यासात संशोधकांनी अचूक आणि अचूक मूल्य तयार करण्याच्या जवळ येण्यासाठी कोनीय-प्रवेग अभिप्राय पद्धत आणि टाइम-ऑफ-स्विंग पद्धत वापरली. परिणाम 6.674184 x 10-11 m3 kg-1 s-2 आणि 6.674484 x 10-11 m3 kg-1 s-2 होते आणि हे परिणाम पूर्वीच्या अभ्यासांमधील G च्या मूल्यांच्या तुलनेत कधीही नोंदवलेले लहान मानक विचलन दर्शवतात. डेटाच्या संचामध्ये भिन्नतेचे प्रमाण मोजण्यासाठी मानक विचलन वापरले जाते. तर, एका लहान मानक विचलनाचा अर्थ असा होतो की डेटा सरासरी मूल्याशी जवळून वितरीत केला जातो हे दर्शविते की डेटामध्ये जास्त 'विचलन' नाही म्हणजे त्यात फारसा बदल होत नाही.
G च्या मूल्याभोवती अनिश्चितता
संशोधकांनी असे म्हटले आहे की त्यांचे परिणाम वेगवेगळ्या विद्यमान पद्धतींमध्ये "अनशोधलेले पद्धतशीर त्रुटी" देखील स्पष्ट करतात. ते सूचित करतात की सर्व विद्यमान पद्धतींपैकी, सर्वात पसंतीच्या पद्धतीमध्ये इंटरफेरोमेट्रीचा समावेश होतो - अणु लहरींमध्ये हस्तक्षेप करण्याची एक पद्धत - आणि भविष्यातील सुधारणांसाठी या पद्धतीवर लक्ष केंद्रित केले पाहिजे. या अभ्यासात दर्शविल्याप्रमाणे नवीन पध्दतींचा अवलंब करणे आवश्यक आहे जी च्या मूल्याची गूढता आणि भौतिक विज्ञानाच्या विस्तृत क्षेत्रांमध्ये त्याची प्रासंगिकता पूर्णपणे समजून घेण्यासाठी. येथे G चे मूल्य हा मुद्दा नसून त्याच्या मूल्याभोवती असणारी अनिश्चितता असू शकते. हे गुरुत्वाकर्षणासारख्या कमकुवत शक्तींचे मोजमाप करण्यात आपली असमर्थता आणि गुरुत्वाकर्षणाच्या सैद्धांतिक आकलनाचा अभाव दर्शवते.
***
स्त्रोत
किंग एल एट अल 2018. दोन स्वतंत्र पद्धती वापरून गुरुत्वाकर्षण स्थिरांकाचे मोजमाप. निसर्ग. ५६०.डीओआय: https://doi.org/10.1038/s41586-018-0431-5
***
