牛顿都没有算出的引力常数,中国科学家在山洞耗费30年,终于得到(2)

2024-01-13 14:02     互联网

这就是物理史上经典的卡文迪许扭秤实验,他用两个大铅球使它们接近两个小球。从悬挂小球的金属丝的扭转角度,测出这些球之间的相互引力。根据万有引力定律,可求出常数G。根据卡文迪许的多次实验,测算出地球的平均密度是水密度的5.481倍(21世纪数值为5.517,误差为0.65253%左右)。

后人也依据他的实验结果整理出了G=3*g/4πRp,并确定了万有引力常数6.754×10^ -11N·m/kg。

然而这并不是最为精确的万有引力数值,因为万有引力常数(G)是一个与理论物理、天体物理、地球物理、计量学等均密切相关的基本物理学常数。

它的精确测量对于检验牛顿万有引力定律和研究引力相互作用性质等基本问题具有重要意义。

而在当代物理学体系中,物理学家在统一四种基本相互作用(强、弱、电磁、引力)的过程中,提出了许多新的引力理论。如一些理论预言:G值不是常量,可能随空间或时间而变化;牛顿反平方定律在近距离下破缺等。

而作为人类认识的第一个基本常数,万有引力常数的测量精度是目前所有基本常数中最差的,以往国际上不同实验小组的G值测量的精度在10-5,相互之间的吻合程度仅达到10-4的水平,因为精度问题很多与之相关的基础科学难题至今无法解决

G值精度的提高有助于鉴别理论模型的正确与否和推进引力理论的发展,让人们更深刻地认识引力的本质。

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