Wie wird der genaueste GGG-Wert gemessen?

Wie aktualisieren moderne Wissenschaftler die Messung von G , die Gravitationskonstante ? Ist CODATA die Autorität für diese Messung und das Experiment?

Antworten (4)

Es gibt eine aktuelle Abhandlung, in der G wurde gemessen.

Wir erhalten den Wert G = 6.67191 ( 99 ) × 10 11 M 3 k G 1 S 2 mit einer relativen Unsicherheit von 150 ppm (die kombinierte Standardunsicherheit ist in Klammern angegeben).

Die meisten Messungen von G basieren auf einem Torsionspendel wie im ursprünglichen Cavendish-Experiment. Das Papier stimmt mit diesen Messungen nicht ganz überein und es ist noch nicht klar, was richtig ist.

In diesem Experiment wird die Wellennatur von Atomen ausgenutzt, um eine sehr genaue Messung durchzuführen. Wie in einem Michelson-Interferometer. Einer der Pfade erfasst eine Phase, die mit der Referenzphase verglichen wird. In diesem Fall verursacht die Gravitationswechselwirkung die Phasenverschiebung an den Atomen.

Die letzte mir bekannte Messung stammt aus dem Jahr 2007 mit einem Atominterferometer http://www.sciencemag.org/content/315/5808/74.abstract . Sie berichten „einen Wert von G = 6,693 × 10−11 Kubikmeter pro Kilogrammsekunde im Quadrat, mit einem Standardfehler des Mittelwerts von ±0,027 × 10−11 und einem systematischen Fehler von ±0,021 × 10−11 Kubikmeter pro Kilogrammsekunde kariert." Unter der Annahme, dass die Physik von Typ-Ia-Supernovae universell ist, hat in diesem Jahr auch die Analyse von Beobachtungen von 580 Typ-Ia-Supernovae gezeigt, dass sich die Gravitationskonstante in den letzten neun Milliarden Jahren um weniger als einen Teil von zehn Milliarden pro Jahr verändert hat

Die neueste (2018) Messung ist

G = 6.67430 ( 15 ) × 10 11 M 3 k G 1 S 2 mit einer Unsicherheit von 22 ppm.

Siehe die Abhandlung „ Messungen der Gravitationskonstante mit zwei unabhängigen Methoden “.

Es gibt jedoch Bedenken hinsichtlich widersprüchlicher Messungen. An einer Neubewertung der widersprüchlichen Messergebnisse wird gearbeitet.

Siehe auch Wikipedia .

Und damit zusammenhängend: Wie genau sind die Beobachtungsmessungen für die Schweregeschwindigkeit?

Es ist allgemein anerkannt, dass der Wert für G im Herbst 2022 6,6742 +/- 0,0003 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2 beträgt.

Gravitationswellen verursachen Probleme, ganz abgesehen von quantenverschränkten Vorgängen. Alle Modelle sind falsch, aber einige sind hilfreich.

Wenn Sie nur ein paar Sekunden über diese Genauigkeitsgrenzen nachdenken, werden Sie sehen, dass wir bei numerischen Berechnungen für astronomische Zwecke nicht auf mehr als 5 signifikante Stellen genau sein können. Mit anderen Worten, wir haben eine Ungenauigkeit von eins zu einer Million.

Nicht so erstaunlich, dass wir wirklich einen Satelliten von der Größe eines Geländewagens schleudern und einen Asteroiden von der Größe eines Fußballstadions in einer Entfernung von fast 7 Millionen Meilen treffen können (Pythagoras und Sinus/Kosinus helfen Ihnen dabei!)

Die genaue Kenntnis von G ist für die Astronavigation nicht erforderlich. Wir kennen auch die genauen Massen der Planeten nicht. Was wir wissen, ist die tatsächliche Flugbahn des Raumfahrzeugs, die wir dann aus den vorherigen Messungen extrapolieren können. Kurskorrekturen werden eher auf der Grundlage der tatsächlichen Positionen des Raumfahrzeugs und des Ziels als auf einem absoluten Modell der Dynamik des Sonnensystems vorgenommen.