一位科學家十年探索計算引力強度的歷程

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一位科學家為計算重力強度而進行的十年探索

地球的重力g幾個世紀以來為人所知,但萬有引力常數G的精確值卻難以確定。


NIST科學家斯蒂芬施拉明格(左)和文森特李檢查他們用于測量引力常數G的扭秤,這是一項歷時多年的研究工作。R.埃斯卡利斯NIST

R埃斯卡利斯美國國家標準與技術研究院

經過10年的艱苦測量,物理學家斯蒂芬施拉明格站在酒店的水上樂園里,等待著職業生涯中決定性的時刻。他對引力常數G(物理學中最基本的數值之一)的新測量結果將于當天下午向同行公布。在演講前的幾個小時,他在氯水的環境中尋求片刻安寧。


我壓力太大了,他說,我差點想取消它。

就像地球引力會把拋出的棒球拉回地面一樣,所有物體都會對其他物體施加引力。但測量決定這種力強度的常數并非易事,即使對經驗豐富的科學家來說也是如此。近日,施拉明格發表了一項關于G的新測量結果,為確定其精確值的研究又增添了一個數據點。


相關知識

引力強度是描述物體間引力作用大小的物理量,遵循萬有引力定律:其大小與兩物體質量乘積成正比,與質心距離平方成反比。比如地球表面的引力強度約9.8牛千克,即每千克質量的物體在地球表面受約9.8牛的引力,這也是我們感受到的重力加速度的直接來源。

根據艾薩克牛頓的萬有引力定律,兩個物體之間的引力等于引力常數G乘以兩個質量的乘積再除以它們之間距離的平方。用公式表示為FG(m1m2)r2。

地球引力的大小(可通過該公式計算)被稱為小g。科學家

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