Физики из Национального института стандартов и технологий США (NIST) после десятилетних исследований представили новое значение гравитационной постоянной. Результат, однако, не разрешил существующие противоречия в измерениях этой фундаментальной величины, а лишь добавил вопросов.
Гравитационная постоянная, или G, определяет силу всемирного тяготения и лежит в основе законов, описывающих движение планет, звёзд и галактик. При этом она остаётся одной из наименее точно измеренных фундаментальных констант. Гравитация – чрезвычайно слабая сила, что делает её прямое измерение в лабораторных условиях крайне сложной задачей.
Американская команда под руководством Стефана Шламмингера стремилась перепроверить данные эксперимента, который в 2007 году провели их французские коллеги из Международного бюро мер и весов. В обоих случаях использовали крутильные весы – высокочувствительный прибор, который позволяет измерить ничтожно малую силу притяжения между небольшими массами в лаборатории. Принцип их работы не изменился со времён первого такого опыта, поставленного Генри Кавендишем в 1798 году, хотя сама аппаратура стала несравнимо сложнее.
Чтобы исключить любую предвзятость, исследователи пошли на необычный шаг: эксперимент был «ослеплён». Коллега Шламмингера тайно изменил исходные данные о массе грузов, а ключ к расшифровке запечатал в конверт. Учёные анализировали результаты, не зная, к какому финальному значению они придут.
Итоговое значение G, опубликованное в журнале Metrologia, составило 6,67387 × 10⁻¹¹ м³/(кг·с²). Это на 0,0235% ниже, чем результат французских физиков. В повседневной жизни такое расхождение незаметно, но для фундаментальной физики оно является существенным и не укладывается в рамки статистической погрешности.
Расхождения в измерениях G могут указывать на скрытые систематические ошибки в методиках. Однако учёные не исключают и более интригующую возможность – что современное понимание гравитации неполно. Команда NIST также проверила, влияет ли на результат материал, из которого сделаны экспериментальные массы, проведя опыты с медью и сапфиром. Разницы не обнаружили, исключив одну из возможных причин погрешности.
Таким образом, десятилетняя работа не поставила точку в спорах о точном значении гравитационной постоянной. Результат американских учёных стал ещё одним важным, но противоречивым элементом в этой научной загадке.
