发布日期:2026-05-12 19:58点击次数:


引力是天地中最无处不在的力,亦然物理学家最难以精准测量的力。
好意思国国度法式与本事商榷院(NIST)的商榷团队刚刚公布了一项历时整整十年的本质效能:他们测得牛顿万有引力常数G的值为6.67387 × 10⁻¹¹ m³ kg⁻¹ s⁻²,相对省略情度为5.7 × 10⁻⁵。听起来相称精准,但这个数值与当今外洋公认的推选值之间仍存在约0.0235%的偏差,在物理学的精度法式下,这是一个繁难冷漠的差距。效能发表在精密测量规模泰斗期刊《计量学》上,再次揭示了一个让科学界头疼了两个多世纪的难题:G,照旧莫得一个让总计东谈主皆信服的详情谜底。
为什么引力常数如斯难以捉摸
G是花样两个物体之间引力大小的基本物理常数,由牛顿在17世纪引入,卡文迪许在1798年头度通过本质测定。200多年往日,它仍然是总计基本物理常数中已知精度最差的一个,当今仅能精准到约3位有用数字,而比拟之下,空洞结构常数等其他基本常数的测量精度已高达一丝点后10位以上。
问题的根源在于引力自身的特点:它尽头幽微。与电磁力比拟,两个质子之间的引力惟有它们之间电磁抹杀力的约10⁻³⁶倍。要在本质室中精准测量如斯幽微的力,任何轻细的骚扰,振动、温度变化、气流、仪器材料的磁性,皆可能对效能产生显赫影响。NIST物理学家施拉明格直言,往日几十年间天下各地已有16个高精度测量数据点,但这些效能折柳狼籍,谬误鸿沟高达百万分之十,不同团队的测量值之间的相反,远超各自宣称的本质谬误鸿沟。这意味着,要么某些本质存在尚未识别的系统谬误,要么咱们对引力自身的鸠合还存在盲区。
这项NIST本质的瞎想念念路恰是为了追查这个问题。商榷团队莫得别辟门户瞎想新本质,而是遴荐近似一项特定的历史本质:2014年在法国外洋计量局(BIPM)完成的那次测量,那次本质给出了迄今驱散总计G测量值中偏差最大的效能之一。团队将归并台本质仪器从法国全体运到马里兰州的NIST本质室,在不同方位、不同环境下近似开动,望望效能是否会因此编削。
十年本质,澳门十大信誉网2026世界杯(中国)官网发现了一个此前被冷漠的细节
本质从2016年启动,到完成沿途数据分析,前后耗尽了十年时间。
在这个经由中,商榷团队有一个进击发现,在此前的同类本质中从未被郑重对待过:真空残余气压对测量效能的影响。
G的测量本质必须在高度真空的环境中进行,以澌灭空气分子对测量安装变成的骚扰力。但NIST团队发现,不管何等精密的真空泵,皆无法将容器内的空气十足抽尽,总会有极少量气体分子残留。施拉明格阐明说,这些残余气体会对本质安装施加一个此前从未被单独花样和量化的轻细力,而这个力,可能恰是导致不同本质室测量效能出现系统性偏差的原因之一。
这是一个轻细但进击的踪迹。它指示科学界,在往日的G测量史中,可能有多项本质皆受到了这种效应的影响,仅仅无东谈主防备。联系词施拉明格也保握了应有的严慎:"咱们需要逐一分析每个本质,了解他们具体作念了什么,材干判断这个身分在多猛进程上阐明了测量值的折柳。"
这次NIST测量值比CODATA 2018推选值略低,但究竟是这次本质更接近实在值,如故2014年的法国本质存在特定的系统谬误,当今仍无法下论断。引力常数的谜题,还莫得解开。
对基础物理学来说,G的精准值不仅仅一个数字的问题。它关系到广义相对论的精准磨练、天地学模子的参数标定,乃至对引力是否存在超出法式模子的新物理的探索。一个连基本常数皆无法精准锁定的物理体系,意味着咱们对天地最基本限定的鸠合,可能照旧存在某个尚未察觉的瑕玷。
施拉明格示意澳门十大信誉网,他蓄意暂时放下G的测量使命,但他驯顺这个问题终将有谜底。天地的引力从未罢手运作,东谈主类也从未罢手追问它的精准面庞。
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