On Yıl Boyunca Zarfta Kapalı Tutulan Yerçekimi Gizemini Çözme Arayışında Bir Sürpriz Daha Ortaya Çıktı

Bir bükülme yer çekimi Gizemli bir zarfın içinde saklanan ölçüm, evreni anlamamızdaki ince bir kusura işaret edebilir. evrenaltında yatan güçler hakkında yeni sorular ortaya çıkarıyor.

Bu zarf, Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü tarafından yürütülen bir deneyin anahtarını içeriyordu (NIST) fizikçi Stephan Schlamminger, bir ölçümü doğrulamaya çalıştı. evrensel yerçekimi sabiti 2007 yılında bir Fransız ekibi tarafından yapıldı.

Önceki ekibin süreçlerine dayanarak çalışan Schlamminger, temel kuvvet anlayışımızı derinleştiren önemli bir keşifte bulundu. yer çekimiyakın zamanda yayınlanan bir makalede ortaya konduğu gibi Metroloji.

Evrensel Yerçekimi Sabiti

Evreni yöneten dört kuvvetten (kütleçekimi, elektromanyetizma, zayıf nükleer kuvvet ve güçlü nükleer kuvvet) yerçekimi, açıkça anlaşılması en zor olanıdır. Sorun, diğer üçüne kıyasla inanılmaz derecede zayıf olması ve hassas ölçümleri zorlaştırmasıdır.

Bu eşitsizliğin kolay bir örneği, ele sığacak kadar küçük bir mıknatısın bile, boyuttaki aşırı eşitsizliğe rağmen, Dünya'nın tüm kütlesinin çekim kuvvetinin üstesinden gelebilmesidir. Zayıflığına rağmen yerçekimi, evrenimizi bir arada tutan, galaksiler oluşturan ve ayları gezegenlerin etrafındaki yörüngelerinde ve bu gezegenleri de ev sahibi yıldızların etrafındaki yörüngede tutan kuvvettir.

Bilim adamlarının iki yüzyılı aşkın bir süredir uğraştığı bir zorluk, evrendeki yerçekiminin temel gücü olan büyük G olarak da bilinen evrensel yerçekimi sabitini ölçmektir. Schlamminger on yılını evrensel yerçekimi sabiti problemini araştırmaya adadı.

Laboratuvardaki Yerçekimi

Yerçekiminin etkisini, gezegenimizin vücudumuz üzerindeki etkisi ölçeğinde açıkça görebilirken, bir laboratuvarda değiştirilip ölçülebilecek kadar küçük nesneler göz önüne alındığında, yerçekiminin gücü neredeyse algılanamayacak kadar zayıftır.

Bilim insanları evrensel kütleçekim sabitini ölçmek için son derece hassas ekipmanlar kullanarak çeşitli yöntemler geliştirdiler, ancak sonuçları birbiriyle örtüşmedi. En ilgi çekici kısım, farklılıkların, kullanılan hassas aletlerde beklenen hata payının ötesine uzanmasıdır; bu da fizikçilerin yerçekimine ilişkin temel anlayışının hatalı olabileceğini düşündürmektedir.

Bu hataları araştırmak için Schlamminger, Fransa'daki Uluslararası Ağırlık ve Ölçüler Bürosu (BIPM) tarafından 2007'de yürütülen bir deneyin yeniden oluşturulmasına yönelik bir çabaya öncülük etmek için on yıl harcadı. Eğer Schlamminger bu bulguyu doğrulayabilirse, bu fizikçilerin sonunda yerçekimini kontrol edebilecekleri anlamına gelebilir; aksi halde bu onların anlayışlarında bazı ciddi temel sorunlara işaret edebilir.

Objektifliğin Sağlanması

Schlamminger'in öncelikli kaygısı, bilinçaltındaki önyargılara rağmen eserin bütünlüğünü korumaktı. Bunu yapmak için bir meslektaşından verilerden bir sayı çıkarmasını ve bunu daha sonra açılacak bir zarfa kaydetmesini istedi. Ancak projenin sonunda, tüm çalışmalar tamamlandıktan sonra rakamlar gizemli sayıya göre ayarlanacak ve verilerin önceki sonuca uymaya zorlanmaması sağlanacak.

2022'de Schlamminger, deneyinde hesaba katılmayan bir faktörü aniden tespit etmeden ve çalışmaya iki yıl daha eklemeden önce zarfı açmaya çok yaklaştı. Sonunda, 2024'te zarfı harcadı ve büyük bir negatif sayı görünce hoş bir sürpriz yaşadı; bu, ayarlamalar yapıldıktan sonra çalışmasının 2007 bulgularıyla uyum içinde olmasını sağlayacak bir şeydi.

Ancak ayarlamalar yapıldıktan sonra gizemli sayı biraz fazla büyüktü ve bu da Fransız ölçümünden %0,0235'lik bir farka neden oldu.

Schlamminger, "Görünüşte, NIST'teki yeni ölçüm ile BIPM'deki önceki ölçümün birbiriyle uyuşmadığını öğrendik" dedi. Bilgilendirme. "Bu bize deney(ler)in tekrarlanabilirliği hakkında bir fikir veriyor. Bu, büyük bir G deneyinin ilk kez tekrarlandığı sefer olduğundan, bu önemli ve yeni bir bilgi."

Yerçekimini Keşfetmeye Devam Ediyoruz

Schlaminger şöyle devam etti: "NIST'teyken, literatürde daha önce hiç tanımlanmamış yepyeni bir etki bulduk. Bu, küçük bir sıcaklık gradyanı ve vakum odasındaki artık gazın aracılık ettiği sahte bir torktur. Bu etkinin BIPM sonucunu ne kadar saptırdığı belirsiz çünkü o laboratuvardaki sıcaklık gradyanları veya vakum basınçları hakkında çok az şey biliyoruz," diye devam etti Schlaminger. "Yaptığım bazı tahminlere göre aradaki farkın tamamının bu etkiyle açıklanması pek mümkün görünmüyor. Ancak bu etki kesinlikle belirsizlik bütçesinde hesaba katılmayan bir şey."

ile görüşmede BilgilendirmeSchlamminger, mevcut bir deneyi tekrarlamanın acı-tatlı doğasına dikkat çekti ve gelecek nesillere sorunun peşine düşmelerini nasıl tavsiye edeceği üzerine kafa yordu. Bir deneyi tekrarlamanın bir öğrenme deneyimi olabileceğine işaret ederken, güncelliğini yitirmiş olabilecek fikirlere de borçlu kalıyor.

Özellikle çalışmada kullanılan hantal koordinat ölçüm makinesine dikkat çekerek, Washington Üniversitesi araştırmacıları tarafından 2000'li yılların başında oluşturulan bir sarkaç tasarımının çok daha pratik olacağını söyledi. Geleceğin bilim adamlarına öncelikli tavsiyesi, yararlı olabilecek herhangi bir şey için literatürü taramaları ve aynı zamanda sınırları daha da zorlamak için kalıpların dışında düşünmeleridir.

Schlaminger sözlerini şöyle bitiriyor: "Lincoln'ün meşhur sözü: Bana bir ağacı kesmem için altı saat ver, ben de ilk dördünü baltayı bilemekle geçireceğim." "Çok benzer: G'yi ölçmek için bana altı yıl verin, ben de ilk dördünü en iyi yolu düşünerek geçireceğim."

Kağıt, “NIST'te BIPM Burulma Dengesi ile Yerçekimi Sabitinin Yeniden Belirlenmesi"diye ortaya çıktı Metroloji 16 Nisan 2026'da.

Ryan Whalen The Debrief için bilim ve teknolojiyi ele alıyor. Tarih alanında yüksek lisans derecesine ve Kütüphane ve Bilgi Bilimi alanında yüksek lisans derecesine ve Veri Bilimi sertifikasına sahiptir. Kendisiyle [email protected] adresinden iletişime geçebilir ve onu Twitter'da @mdntwvlf adresinden takip edebilirsiniz.