|
G - это коэффициент пропорциональности в формуле, описывающей закон всемирного
тяготения. Как в теории тяготения Ньютона, так и в общей теории относительности
Эйнштейна гравитационная постоянная G рассматривается как универсальная
константа природы, не меняющаяся в пространстве и времени и независящая от
физических и химических свойств среды и гравитирующих масс. Однако существуют
варианты теории гравитации, предсказывающие переменность G (теория Дирака,
скалярно-тензорные теории гравитации, некоторые модели расширенной
супергравитации).
Эксперименты по уточнению значения G давали странные результаты - различия в
значениях, полученных в разных лабораториях, превосходили пределы погрешности
экспериментов. До настоящего времени два наиболее точных измерения G были
получены группами в Университете Вашингтона в Сиэтле и в Международном бюро мер
и весов под Парижем, в обоих случаях ошибки эксперимента составляют около
1/10000, однако разница полученных значений превышает возможные погрешности в 10
раз.
Жан-Поль Мбелек (Jean-Paul Mbelek) и Марк Лашьез-Рей (Marc Lachieze-Ray) из
Французской комиссии по ядерной энергии (тоже поблизости от Парижа) считают, что
разрешить это противоречие можно, если принять во внимание расположение
лабораторий, где проводились эксперименты. Взаимовлияние гравитационного и
магнитного полей Земли приводит к тому, что земное тяготение будет сильнее в тех
местах, где сильнее магнитное поле (таким образом, максимальных значений можно
ожидать в районах северного и южного магнитных полюсов).
В основу расчетов были положены теории, предполагающие наличие скрытых
размерностей у пространства (в частности, теория суперструн - объединение теории
гравитации Эйнштейна, общей теории относительности и стандартной модели физики
элементарных частиц, объединяющей в свою очередь электромагнитные, слабые и
сильные взаимодействия).
Эксперименты в Париже и Сиэтле, как и большинство предыдущих, основывались на
модернизации классического опыта, поставленного Генри Кавендишем в 1798 году и
непременно повторяемом теперь всеми студентами-физиками на физическом
практикуме. В простейшем случае используются крутильные весы - скручиваемая нить
показывает силу воздействия массивного шара на шар-детектор.
Теперь группа физиков из Университета Цюриха применила более прямой метод,
который позволяет измерить G с точностью 33/1000000. Измерялось различие в весе
двух малых пробных масс при размещении двух огромных (13 тонн) резервуаров с
ртутью выше или ниже их. Измеряя сверхчувствительными весами изменения веса
пробных масс, исследователи получили возможность вычислить значение G.
Их результат - 6,67404 x 10-11 м3/(кг x с2) - находится в согласии со значением
группы в Сиэтле, но не с парижским результатом. Стефан Шламингер (Stephan
Schlamminger), лидер цюрихской группы, считает, что этим самым парижский
результат опровергнут. Напротив, Мбелек заявляет, что магнитное поле в Сиэтле
воздействует на G точно так же, как и в местности, где проводился эксперимент
швейцарцев, и тем самым именно его теория блестящим образом подтверждается - G
зависит от интенсивности магнитного поля.
Утверждается, что исследования Солнца также свидетельствуют в пользу новой
теории. Мбелек уверяет, что, согласно их расчетам, при высоких температурах
влияние магнитного поля на силу притяжения ослабевает, так что можно ожидать,
что G внутри Солнца имеет меньшее значение. Если использовать модель, в которой
выбрано такое значение гравитационной постоянной, то получается лучшее
согласование с экспериментальными данными. |
